ВНИМАНИЕ! Если Вам ПО ТЕЛЕФОНУ предложили перевести деньги на КИВИ-КОШЕЛЁК, то это означает, что к нашим номерам подключились мошенники!!! Будьте внимательны!

Благодаря какой детали автомобиль получает энергию для движения


Источники энергии автомобиля | Теория

Для движения автомобиля нужна энергия. Только на спусках или после разгона автомобиль может пройти некоторый отрезок пути без помощи двигателя, расходуя энергию, накопленную за время подъема или разгона. Во всех прочих условиях и для подъема на вершину, с которой начинается спуск, и для разбега источником энергии на автомобиле служит двигатель. На подавляющем большинстве автомобилей — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком нефтяном топливе (бензине, дизельном топливе) или на газе (газогенераторные и газобаллонные автомобили). Существуют также электрические, паровые, газотурбинные автомобили. Впрочем и поршневой двигатель внутреннего сгорания здесь изучать не будем, поскольку применительно к теории автомобиля необходимо знать о двигателе сравнительно немного. Такие разделы теории автомобиля, как устойчивость, управляемость, плавность хода, вовсе или почти не связаны с работой двигателя. Работа двигателя имеет наибольшее значение для динамики и экономики автомобиля.

О двигателе нужно сейчас знать лишь, что дает двигатель для движения автомобиля, т.е. знать так называемые скоростные характеристики двигателя; кроме того, надо знать, в каком количестве двигатель расходует топливо, т.е. знать его так называемую экономическую или топливную характеристику.

Вспомним, что величина мощности означает число килограммов, которые могут быть подняты на высоту 1 м в 1 сек. 1 лошадиная сила — это мощность, необходимая и достаточная для того, чтобы поднять 75 кг на высоту 1 м в 1 сек., а 52 л. с. (мощность двигателя автомобиля М-20 «Победа»), чтобы поднять в то же время на ту же высоту 52 * 75 = 3900 кг. Если ввести в систему передачи пару шестерен с передаточным числом, например 2 (ведомая шестерня вдвое больше ведущей), можно будет поднимать вдвое больший груз, но зато и вдвое медленнее, так что мощность останется неизменной.

Таким образом мощность, переданная к ведущим колесам автомобиля, не может быть больше мощности, полученной от двигателя, какие бы устройства не были применены в системе передачи усилия от двигателя к колесам.

Другое дело — крутящий момент, величина которого равна произведению числа килограммов, которые могут быть сдвинуты рычагом или вращающимся колесом, на длину этого рычага или радиус колеса. Ясно, что, меняя длину рычага или радиус колеса, можно уменьшать или увеличивать момент. Если наибольший крутящий момент двигателя М-20 равен 12,5 кгм, то это значит, что при радиусе маховика этого двигателя, равном 200 мм, можно закрепить на маховике груз, равный 62,5 кг, и стронуть этот груз с места вращением маховика при работе двигателя:

62,5 кг * 0,2 = 12,5 кгм

Для того чтобы сдвинуть с места автомобиль, потребуется значительно больший момент, и этот момент можно получить, вводя в систему силовой передачи пары шестерен с соответствующими передаточными числами. Перемещение автомобиля в момент трогания с места будет происходить медленнее, чем происходило бы перемещение груза на ободе маховика.

Скоростные характеристики представляют собой кривые изменения мощности и крутящего момента, развиваемых двигателем, в зависимости от числа оборотов его вала при полной или частичной подаче топлива (дизель) или открытии дроссельной заслонки (карбюраторный двигатель).

Рис. Внешние характеристики двигателей показывает изменение мощности и крутящего момента, разбиваемых при разных числах оборотов вала. Слева — характеристики двигателей легковых автомобилей, справа — грузовых.

Наиболее важной является скоростная характеристика двигателя, построенная для двигателя, работающего при полностью открытой дроссельной заслонке. Такую характеристику называют внешней.

Внешнюю характеристику вычерчивают на основе испытания двигателя на стенде, называемом тормозным.

Принцип испытания может быть объяснен схематически следующим образом:

  • двигатель работает с заданным числом оборотов вала, которое измеряют тахометром
  • на продолжении вала устанавливают тормоз
  • этим тормозом задерживают вращение вала двигателя и определяют силу, которая для этого потребовалась
  • производя необходимые расчеты, определяют мощность двигателя и его крутящий момент при заданных оборотах
  • повторяя испытания для разных чисел оборотов, наносят на график ряд точек и проводят через эти точки кривые мощности и крутящего момента двигателя

Во внешней характеристике двигателя наиболее существенными являются самые верхние точки кривой — точки, соответствующие наибольшим (или максимальным) мощности и моменту, которые обычно и записываются в технические характеристики автомобилей и их двигателей; например, для двигателя автомобиля М-20 «Победа»:

  • наибольшая мощность 52 л.с. при 3800 об/мин;
  • наибольший крутящий момент 12,5 кгм при 1800 об/мин.

В результате большого накопленного опыта по испытаниям двигателей удалось найти формулы, по которым можно строить приблизительную внешнюю характеристику любого двигателя, зная только его наибольшую мощность и соответствующее ей число оборотов вала. Вот одна из простейших и достаточно точных формул для подсчета мощности карбюраторного двигателя (формула С.Р.Лейдермана):

где Nе — искомая мощность при данном числе оборотов;
Nm — наибольшая мощность;
n — данное число оборотов;
nm — число оборотов, соответствующее наибольшей мощности.

Рис. Частичная скоростная характеристика двигателя показывает изменение мощности, развиваемой при различном открытии дроссельной заслонки карбюратора.

Если известны мощность и соответствующее ей число оборотов вала, крутящий момент можно подсчитать по формуле

М = 716,2* N/n

Если в формулу подставлять значения мощности, подсчитанные по предыдущей формуле, наибольший крутящий момент для современных двигателей получится меньшим, чем в действительности, примерно на 15%.

Скоростные характеристики, построенные для двигателя, работающего при неполном (частичном) открытии дроссельной заслонки, называют частичными.

Экономическая характеристика двигателя отражает удельный расход топлива, т.е. расход топлива в граммах на 1 лошадиную силу в час; эта характеристика, как и скоростные характеристики двигателя, может быть построена для работы двигателя при полной нагрузке или частичных нагрузках.

Рис. Экономические характеристики двигателя М-20 «Победа» при различном открытии дроссельной заслонки.

Важно отметить, что при уменьшении открытия дроссельной заслонки на получение каждой лошадиной силы мощности приходится затрачивать больше топлива. При неизменном положении дроссельной заслонки расход топлива зависит от скорости вращения вала двигателя, причем наименьший расход получается при меньшем числе оборотов вала, чем число оборотов, соответствующее максимальной мощности.

Пользуясь экономической характеристикой двигателя и зная передаточные числа силовой передачи автомобиля, радиус качения колеса и условия движения, можно определить расход топлива автомобилем при движении с данной скоростью.

Приведенное описание характеристик двигателя является несколько упрощенным, но достаточно для практической оценки динамической и экономической характеристики автомобиля.

заряд в секундах, в последние месяцы

Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более продвинутыми, они все еще ограничены по мощности. Аккумулятор не продвинулся в течение десятилетий. Но мы находимся на грани силовой революции.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.В то время как чипы и операционные системы становятся все более эффективными для экономии энергии, мы все же смотрим только на один или два дня использования на смартфоне, прежде чем перезаряжаться.

Несмотря на то, что может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем получить недельную жизнь от наших телефонов, развитие идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия аккумуляторов, которые могут быть у нас в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной зарядки. Надеюсь, вы скоро увидите эту технологию в своих гаджетах.

SVOLT представляет аккумуляторы без кобольта для электромобилей

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, по-прежнему существуют противоречия в отношении аккумуляторов, особенно использования редкоземельных металлов, таких как коболт.SVOLT, базирующаяся в Чанчжоу, Китай, объявила, что она производит безоболтовые батареи, предназначенные для рынка электромобилей. Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания утверждает, что они имеют более высокую плотность энергии, что может привести к дальности до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также к увеличению срока службы аккумулятора и повышению безопасности. Где мы увидим эти батареи, мы не знаем, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Чтобы решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод получения гибридного анода с использованием мезопористых кремниевых микрочастиц и углеродных нанотрубок. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает рабочие характеристики батареи, в то время как кремниевый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаш

Литий-серные батареи могут превзойти Li-Ion и снизить воздействие на окружающую среду.

Исследователи Монашского университета разработали литий-серные аккумуляторы, которые могут питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. Группа имеет финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что продолжатся исследования в области автомобилей и энергосистемы.

Говорят, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, а также обеспечивает возможность питания транспортного средства на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Батарея IBM получена из морской воды и превосходит литий-ионный

IBM Research сообщает, что обнаружила новый химический состав аккумуляторов, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда ранее не использовался в сочетании в батарее и что материалы могут быть извлечены из морской воды.

Производительность батареи многообещающая, поскольку IBM Research заявляет, что она может превзойти литий-ионную батарею в ряде различных областей - она ​​дешевле в изготовлении, она может заряжаться быстрее, чем литий-ионная, и может работать как при более высокой мощности и плотности энергии.Все это доступно в батарее с низкой воспламеняемостью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают его новую технологию аккумуляторов пригодной для электромобилей, и она вместе с Mercedes-Benz развивает эту технологию в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Несмотря на то, что литий-ионные батареи используются повсеместно и их использование растет, управление этими батареями, в том числе определение того, когда эти батареи достигли конца срока службы, является сложным.Panasonic, работающий с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработал новую технологию управления батареями, которая значительно упростит мониторинг батарей и определение остаточной ценности литий-ионных аккумуляторов в них.

Panasonic говорит, что ее новая технология может быть легко применена с заменой системы управления батареями, которая упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими сложенными в ряд элементами, что вы можете встретить в электромобиле. Panasonic сказал, что эта система поможет продвинуться к устойчивому развитию, способствуя более эффективному управлению повторным использованием и утилизацией литий-ионных батарей.

Асимметричная температурная модуляция

Исследования показали, что метод зарядки приближает нас к экстремально быстрой зарядке - XFC - с целью обеспечить пробег электромобиля на 200 миль примерно за 10 минут при зарядке 400 кВт. Одной из проблем при зарядке является литирование в батареях, поэтому асимметричный метод температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить покрытие, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая роста между твердыми электролитами и интерфазами, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает степень деградации батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея обеспечивает в три раза больший срок службы батареи

Этот альтернативный тип литий-ионной батареи использует кремний для достижения в три раза лучшей производительности, чем современные графитовые литий-ионные батареи. Аккумулятор по-прежнему литий-ионный, как и в вашем смартфоне, но он использует кремний вместо графита в анодах.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде некоторое время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разлагается и его сложно производить в больших количествах.Используя песок, он может быть очищен, измельчен в порошок, затем измельчен с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приводит к чистому кремнию. Это пористый и трехмерный материал, который помогает в производительности и, возможно, сроке службы батарей. Изначально мы взялись за это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano - это стартап, специализирующийся на аккумуляторных технологиях, который выводит эту технику на рынок, и на которую были вложены крупные инвестиции таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть использовано в существующих производствах литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно предназначено для масштабируемого развертывания, обещая повышение производительности аккумуляторов на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Несмотря на то, что беспроводная индуктивная зарядка является обычной практикой, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Команда исследователей, однако, разработала ректенну (антенну для сбора радиоволн), которая, по мнению всего лишь нескольких атомов, делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы можно было получать энергию переменного тока от Wi-Fi в воздухе и преобразовывать ее в постоянный ток, чтобы либо перезарядить батарею, либо напрямую питать устройство.Это может привести к появлению медицинских таблеток без необходимости использования внутренней батареи (безопаснее для пациента) или мобильных устройств, которые не требуют подключения к источнику питания для зарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для своего следующего устройства, если исследование TENG принесет свои плоды. ТЭНГ - или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, образующийся при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких устройств, как носимые устройства. Хотя мы пока еще не увидели его в действии, исследования должны предоставить дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи для нанопроволоки

В Калифорнийском университете в Ирвине великие умы взломали батареи из нанопроволоки, которые могут выдержать много перезарядок.Результатом могут стать будущие батареи, которые не умирают.

Нанопроволоки, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывают большие возможности для будущих батарей. Но они всегда ломались при перезарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никакого ухудшения качества.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, говорится об испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходную батарею.

В результате получается батарея, которая может работать на уровнях суперконденсаторов для полной зарядки или разрядки всего за семь минут, что делает ее идеальной для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем современные батареи. Твердотельное устройство также должно работать при температуре до минус 30 градусов по Цельсию и до ста.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в автомобилях в ближайшее время, но это шаг в правильном направлении в направлении более безопасных и более быстрых аккумуляторов.

графеновые батареи Grabat

графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых превосходных из доступных. Grabat разработал графеновые аккумуляторы, которые могут предложить электромобилям пробег до 500 миль на зарядке.

Graphenano, компания, занимающаяся разработкой, говорит, что батареи могут быть полностью заряжены всего за несколько минут и могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем ион лития.Разряд также имеет решающее значение для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии, чтобы быстро оторваться.

Не известно, используются ли в настоящее время батареи Grabat для каких-либо продуктов, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, беспилотников, велосипедов и даже дома.

Лазерные микро-суперконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса сделали прорыв в области супер-суперконденсаторов. В настоящее время они дорогостоящие, но с использованием лазеров, которые могут скоро измениться.

При использовании лазеров для прожигания рисунков электродов в листах пластика затраты на производство и объем работ значительно снижаются. В результате батарея может заряжаться в 50 раз быстрее, чем современные батареи, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже жесткие, способны работать после того, как согнулись более 10000 раз в тестировании.

Пенные батареи

Прието считает, что будущее за батареями - это 3D. Компании удалось взломать это с ее батареей, которая использует подложку из медной пены.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными, благодаря отсутствию легковоспламеняющихся электролитов, но они также будут предлагать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, дешевле в изготовлении и будут меньше, чем в настоящее время.

Prieto стремится сначала размещать свои батареи в небольших предметах, например, в носимых. Но в нем говорится, что батареи можно увеличить, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складная батарея, как бумага, но прочная

The Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан для создания гибких гаджетов. Бумажная батарея может складываться и быть водонепроницаемой, что означает, что она может быть встроена в одежду и предметы одежды.

Батарея уже была создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе сложена более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / New York Times

uBeam по воздуху заряжается

uBeam использует ультразвук для передачи электроэнергии. Сила превращается в звуковые волны, не слышимые для людей и животных, которые передаются и затем преобразуются в энергию при достижении устройства.

Концепция uBeam была найдена 25-летним выпускником астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики могут быть прикреплены к стенам или изготовлены в декоративном стиле для передачи энергии на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы получить заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, родившийся в отделе нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из естественных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот - которые являются строительными блоками белков.

Результатом является зарядное устройство, которое может заряжать смартфоны за 60 секунд. Батарея содержит «невоспламеняющиеся органические соединения, заключенные в многослойную защитную конструкцию, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому при ее взрыве не должно быть проблем.

Компания также сообщила о планах по производству аккумулятора для электромобилей, который заряжается за пять минут и предлагает пробег в 300 миль.

Нет сведений о том, когда батареи StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволит пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Несмотря на то, что в течение некоторого времени он вряд ли будет коммерчески доступен, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с отсутствием достаточного заряда аккумулятора.Телефон будет работать как под прямыми солнечными лучами, так и со стандартными лампами, точно так же, как обычные солнечные панели.

Phienergy

Алюминиево-воздушный аккумулятор обеспечивает 1100 миль за зарядку.

Автомобилю удалось проехать 1100 миль за один заряд аккумулятора. Секрет этого супердиапазона - это технология аккумуляторов, называемая алюминий-воздух, которая использует кислород из воздуха для заполнения катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, чтобы дать автомобилю гораздо больший радиус действия.

Бристольская робототехническая лаборатория

Аккумуляторы для мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской роботизированной лаборатории, которая обнаружила аккумуляторы, которые могут питаться от мочи. Он достаточно эффективен для зарядки смартфона, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы забирают мочу, расщепляют ее и вырабатывают электричество.

Звуковое питание

Исследователи из Великобритании создали телефон, который способен заряжаться, используя окружающий звук в атмосфере вокруг него.

Смартфон был построен с использованием принципа, называемого пьезоэлектрическим эффектом. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это значит, что болтливые мобильные пользователи могут на самом деле питать свой телефон во время разговора.

Зарядка в два раза быстрее, двухуглеродная батарея Ryden

Power Japan Plus уже анонсировала эту новую аккумуляторную технологию под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литий, но и может быть изготовлен на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В батареях используются углеродные материалы, что означает, что они более экологичны и экологичны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем ион лития. Они также будут более долговечными, способными выдерживать до 3000 циклов зарядки, плюс они безопаснее с меньшей вероятностью пожара или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые в Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которым не требуется литий, как аккумулятор вашего смартфона.Эти новые батареи будут использовать натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных батарей ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой самый распространенный элемент на планете, батареи можно сделать намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие пять-десять лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

В настоящее время доступно портативное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp. Он использует водород для питания вашего телефона, сохраняя вас от пеленки и оставаясь экологически чистым.

Одна водородная ячейка обеспечивает пять полных зарядок мобильного телефона (емкость 25 Вт / ч на ячейку). И единственный произведенный побочный продукт - водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Аккумуляторы со встроенным огнетушителем

Нередко литий-ионные аккумуляторы перегреваются, загораются и, возможно, даже взрываются.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 является ярким примером. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные аккумуляторы со встроенными огнетушителями.

Батарея имеет компонент, называемый трифенилфосфат, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавляемый к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфатный химикат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание батарей за 0,4 секунды.

Mike Zimmerman

Аккумуляторы, которые безопасны от взрыва

Литий-ионные аккумуляторы имеют довольно летучий слой пористого материала с жидким электролитом, расположенный между слоями анода и катода. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в штате Массачусетс, разработал батарею, которая обладает удвоенной емкостью по сравнению с литий-ионными, но без присущей ей опасности.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще двух кредитных карт и заменяет электролитную жидкость пластиковой пленкой с аналогичными свойствами.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и может подвергаться воздействию тепла, поскольку он не воспламеняется. Еще многое предстоит сделать, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что есть более безопасные варианты.

аккумуляторы Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали аккумулятор, который сохраняет энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долго по сравнению с существующими литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т. П., Поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, созданной с помощью решений в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально большими результатами, требуя удвоенного напряжения обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения прерывистых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, для быстрого поступления в сеть по требованию.

IBM и ETH Zurich разработали гораздо меньшую батарею с жидкостным потоком, которая потенциально может использоваться в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что она может не только подавать питание на компоненты, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности отводится для питания батареи.

Zap & Go Углеродно-ионная батарея

Оксфордская компания ZapGo разработала и выпустила первую углеродно-ионную батарею, которая готова к использованию в настоящее время.Углеродно-ионная батарея сочетает в себе возможности сверхбыстрой зарядки суперконденсатора с характеристиками литий-ионной батареи, и при этом она полностью утилизируется.

Компания имеет зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью зарядит смартфон за два часа.

воздушно-цинковых батарей

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей гораздо дешевле, чем современные методы.Цинк-воздушные батареи можно считать превосходящими литий-ионные, потому что они не загораются. Единственная проблема - они полагаются на дорогие компоненты для работы.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без дорогих компонентов, а с более дешевыми альтернативами. Более безопасные и дешевые батареи могут быть в пути!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ использования вашей одежды в качестве источника энергии.Аккумулятор называется трибоэлектрическими наногенераторами (TENG), которые преобразуют движение в накопленную энергию. Затем накопленное электричество можно использовать для питания мобильных телефонов или таких устройств, как фитнес-трекеры Fitbit.

Технология может быть применена не только к одежде, но и к дорожному покрытию, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания фонарей или в шине автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Эластичные аккумуляторы

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали эластичный биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что вырабатываемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, что означает, что однажды они смогут питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновая батарея Samsung

Samsung удалось разработать «графеновые шарики», способные повысить емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и перезарядить в пять раз быстрее, чем нынешние батареи. Чтобы показать это, Samsung заявляет, что ее новая батарея на основе графена может быть полностью заряжена за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что она использует не только смартфоны, заявив, что ее можно использовать для электромобилей, поскольку она может выдерживать температуру до 60 градусов по Цельсию.

Более безопасная и быстрая зарядка современных литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG Университета Уорика разработали новую технологию, позволяющую заряжать современные литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее, чем рекомендуемые в настоящее время пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи гораздо точнее, чем современные методы.

Ученые выяснили, что современные аккумуляторы действительно можно вытолкнуть за их рекомендуемые пределы, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам не нужны какие-либо другие упомянутые новые батареи!

,
автомобилей | Как работают машины | Типы автомобилей | История автомобиля | Особенности безопасности

Автомобили - это автомобили, которые могут перевозить людей. Это основные означает путешествий для сотен миллионов людей по всему миру. Автомобили изменили наш образ жизни, вероятно, больше, чем любое другое изобретение в истории. Сначала машины имели только несколько человек, но через некоторое время их покупало все больше и больше людей, потому что улучшили образа жизни людей.Фермеры с автомобилями могли доставлять свою продукцию в более отдаленные места. Внешний вид городов и поселков также изменился. Все больше и больше рабочих ездили на работу, и люди стали переезжать в пригородов, за пределы городских центров.

Автомобили дают людям много работы. Миллионы людей по всему миру работают на заводах, где производятся автомобили. Миллионы людей работают на заправках, в ресторанах или в мотелях , на которых останавливаются путешественники.

Тем не менее, автомобили также вызывают проблемы.Миллионы людей погибают в автомобильных авариях каждый год. Автомобили загрязняют воздуха, которым мы дышим, а парковочные места в городах - , а не , потому что каждый хочет использовать свои автомобили, чтобы добраться до центра города.

Как работают машины

Машины - очень сложные машины, и все системы в них работают вместе. Они приводят в движение автомобиль, управляют и управляют им и обеспечивают удобство вождения.

двигатель

Сердце каждого автомобиля - его двигатель.Он вырабатывает мощность, которая вращает колеса и электричества для фонарей и других систем.

Большинство автомобилей оснащаются двигателем внутреннего сгорания . Топливо , обычно , бензин или бензин, сжигают воздухом до , образуя газов, которые расширяют . Свеча зажигания создает искру , которая зажигает газа и заставляет его гореть. Эта энергия движется через цилиндры, в которых поршней скользят вверх и вниз.Они прикреплены к шатунам , которые перемещают коленчатый вал . Обычные автомобильные двигатели имеют от четырех до шести цилиндров, но есть также модели с восемью и шестнадцатью цилиндрами. Поворотное движение передается через трансмиссию на ведущие колеса .

Двигатель внутреннего сгорания - UtzOnBike
Топливная система

Топливная система прокачивает бензин из бака в двигатель.В старых автомобилях было карбюраторов , которые смешивали топлива с воздухом и отправляли газ в двигатель. В некоторых автомобилях есть специальная система впрыска топлива , в которой распыляет бензина в двигатель. Современные автомобили имеют турбонагнетателей , которые всасывают лишнего воздуха и , поэтому создают больше мощности.

Трансмиссия

Двигатель и все детали, которые передают мощность на колеса, называются трансмиссией .Он включает в себя трансмиссию , ведущий вал , дифференциал , оси и ведущие колеса , которые перемещают автомобиль. В то время как у большинства автомобилей есть ведущие колеса спереди, у некоторых - сзади. Автомобили, которым необходимо проехать через все виды грунтов, имеют полный привод с полноприводным двигателем .

Коробка передач контролирует скорость и крутящего момента . Когда автомобиль движется с нормальной скоростью по ровной дороге, ему не нужно столько крутящего момента , чтобы продолжать движение, но когда вы хотите запустить автомобиль с холма, двигатель должен производить больше мощности.Передачи контролируют скорость и мощность двигателя в разных условиях движения.

В автомобилях с механической коробкой передач необходимо переключать передачи, нажимая ногой на сцепление и перемещая рычаг . Автомобили с автоматической коробкой передач меняют передач без контроля со стороны водителя. Более низкие передачи дают автомобилю больше крутящего момента, и скорость. Когда автомобиль движется быстрее, трансмиссия переключается на на более высокую передачу .

Приводной вал передает мощность на ось , которая соединена с колесами. Он имеет несколько шарниров , которые делают ось и колеса подвижными , так как автомобиль едет по неровных и неровных дорог .

Дифференциал - это , соединенный с задним концом карданного вала. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью, потому что на кривых внешние колеса должны перемещаться на большее расстояние, чем внутренние.

Рулевая система

Рулевая система управляет передними колесами. Поворот рулевого колеса заставляет их указывать влево или вправо. У большинства автомобилей есть усилитель руля; Гидравлическая система облегчает вращение колес водителю.

Тормозная система

Тормозная система замедляет или останавливает автомобиль. Тормоза работают на всех четырех колесах. Существует два основных типа тормозов: , барабанные или , дисковые, , , тормозные, .В обоих случаях с помощью гидравлической системы прижимная колодка с трения прижимается к барабану или с барабаном .

Все автомобили имеют аварийных ручных тормозов, которые вы используете, если гидравлическая система выходит из строя . Он также называется стояночным тормозом, потому что вы используете его, чтобы остановить автомобиль скатиться с холма. Антиблокировочная система тормозов (ABS) обеспечивает вращение колес, когда вы нажимаете на тормоза. Эта компьютерно-управляемая система предотвращает занос , занос , если вы на скользкой дороге

Подвесная система

подвеска система поддерживает вес автомобиля.Он имеет колеса, осей , шин и пружин . У большинства автомобилей есть амортизаторов с по , гарантирующих и плавного хода . Пружины находятся между осями колес и кузовом автомобиля. Они позволяют каждому колесу двигаться вверх и вниз самостоятельно. Шины также помогают сделать вождение более плавным . Они построены таким образом, что придают автомобилю сцепления на дорогах в любых условиях.

Выхлопная система

Когда автомобиль сжигает топлива, образуется газов.Они должны быть сняты и , чтобы можно было сжечь новое топливо . Поршни в цилиндрах двигателя выталкивают газ из двигателя. Он проходит через глушитель в выхлопные трубы . Глушитель также обеспечивает тихую работу машины. Около тридцати лет автомобили были оснащены каталитическим нейтрализатором . Это уменьшает загрязнения на превращая вредных газов в углекислого газа и воды

Система охлаждения

Сжигание топлива внутри двигателя автомобиля создает много тепла.Большая часть должна быть удалена системой охлаждения. Жидкостные системы охлаждения имеют смесь воды и химикатов. Водяной насос заставляет эту смесь течь между цилиндрами двигателя. Затем горячая вода подается насосом радиатора , где воздух отводит тепло.

Система смазки

Масло важно для работы двигателя. Он течет через движущиеся части, так что металл не руб по отношению к другим металлическим частям.Без смазки металл станет слишком горячим, и двигатель будет разрушен.

Масло хранится в масляном баке в нижней части двигателя. Оттуда это накачано вокруг двигателя. Фильтр удаляет грязи из масла, чтобы не нанести повреждений деталям двигателя. Проехав определенное количество километров, вы должны заменить масло и масляный фильтр.

Панель приборов

Приборная панель имеет множество инструментов, которые показывают вам, как быстро вы двигаетесь, количество бензина, которое осталось в баке, , температуру масла и некоторую другую информацию.

Кузов

Кузов автомобиля - это внешняя оболочка , которая окружает механических частей и пассажиров внутри. Большинство корпусов изготовлены из стали , хотя некоторые детали сделаны из прочного пластика или стекловолокна. Кузов включает в себя , пассажирский , , , отсек , капот , багажник и крылья , которые закрывают колеса.

Типы автомобилей

  • Купе = двухдверный автомобиль с фиксированной крышей и задним сидением меньшего размера.
  • Кабриолет = автомобиль с гибкой крышей, который можно сложить вместе и , чтобы вы могли ездить без него
  • Универсал или универсал = более автомобилей для больших семей; Большую часть времени они имеют расширенный грузовых области
  • Седан = общий тип автомобиля с двумя рядами сидений и четырьмя дверями. У автомобиля есть отдельный багажник (багажник) для багажа
  • Минивэн = более высокая машина, которая имеет форму фургона; он имеет до трех рядов и может перевозить 8 или 9 человек.
  • Спортивный внедорожник (внедорожник) = построен как маленький грузовик, у него с полным приводом и пространство, как у минивэна; это часто внедорожник , предназначенный для поездок по неровной грунт
  • Спортивный автомобиль = низко на землю только с двумя сиденьями и мощным двигателем

кабриолет Ford - обнаружение и сохранение

Устройства безопасности

Сегодня все автомобили имеют функций безопасности , которые защищают пассажиров от несчастных случаев, которые могут произойти на дороге.Почти в каждой стране пассажирам необходимо пристегнуть своих ремней безопасности. Дети и младенцы должны быть помещены в специальные мест .

С середины 1990-х годов почти все автомобили были оснащены подушками безопасности. Они обычно находятся в рулевом колесе , и в случае автокатастрофы раздувают , а защищают пассажиров от , врезавшихся в переднее стекло. Но есть и другие законов о безопасности , которые должны соблюдать автопроизводители.Двери должны иметь специальные замков , которые противоударные и бамперы должны быть в состоянии поглощать около силы при аварии автомобиля.

История автомобилей

В конце 1770-х годов Николя-Жозеф Куньо, французский инженер , построил автомобиль, который работал на парах . Многие американские компании также начали их производить, но их было очень дорого делать и стоить много денег.

С течением времени инженеров начали экспериментировать с бензиновыми автомобилями. Они могли путешествовать быстрее и на большие расстояния. Они также были безопаснее паровых моделей - с двигателями , которые работали на бензине

К концу XIX века Германия стала центром автомобилестроения. Николаус Отто построил первый двигатель внутреннего сгорания , , , Готтлиб Даймлер и Карл Бенц также начали выпускать бензиновые двигатели.

Автомобиль, построенный Карлом Бенцем в 1894 году -
Benz Patent-Motorwagen "Velo" Matty Foto by Softeis, 10.03.2004
в / im http://de.wikipedia.org/wiki/EFA-Museum_f%C3%BCr_Deutsche_Automobilgeschichte

Производство автомобилей в США началось в 1890-х годах. Генри Форд начал производство автомобилей на конвейере . Рабочие выполняют только одну задачу , а детали автомобилей передают на конвейерную ленту .К 1908 году Ford Model T стал самым популярным автомобилем в мире, а к 1927 году Ford Motor Company выпустила более 15 миллионов из них.

После того, как производство автомобилей замедлилось во время двух мировых войн, автопроизводители начали добавлять новые функции для выпуска моделей - войны . Усилитель руля, усилитель тормозов и автоматика стали с общим . Все больше и больше больших автомобилей выпускалось в 1950-х и 1960-х годах. Они израсходовали много топлива в то время, когда нефть все еще была очень дешевой.

Это изменилось в 1970-х годах, когда арабские нефтедобывающие страны начали с повышать цены на нефть , потому что западные страны поддержали Израиля. В последующие годы было сделано много, чтобы попытаться сэкономить и сэкономить топлива. Автопроизводители начали выпускать компактные автомобили с экономичным расходом топлива .

В то же время Япония и Европа начали конкурировать с американскими автопроизводителями. К 1980 году Япония стала крупнейшим производителем автомобилей в мире.

Автомобиль будущего

Несмотря на то, что современный автомобиль - это отличная машина, на которую быстро, элегантно и красиво смотреться, инженеры постоянно работают над автомобилем, который сделает современный автомобиль старым. Эксперты говорят, что будущие автомобили будут изготовлены из пластмассы и углеродных волокон, которые будут прочнее и легче из стали .

Поскольку нефть становится все дороже, альтернативные источники энергии исследуются .Биодизель, водородных топливных элементов , электромобили и гибридов являются источниками энергии , которые автопроизводители могут использовать в будущем.

Машины становятся компьютеризированными машинами. Когда-нибудь они могут вести себя. Автомагистрали и другие дороги могут быть построены так, чтобы автомобили можно было запрограммировать так, чтобы они ехали по автопилоту, а пассажиры сидели сзади и отдыхали. Такие машины могут быть с радиолокационным контролем с по , чтобы избежать контакта с другими транспортными средствами на дороге.

крупнейших в мире автопроизводителей

Крупнейшие в мире страны-производители автомобилей
(в миллионах автомобилей в год)

Япония

11,6

США

10,7

Китайская Народная Республика

8.8

Германия

6,0

Южная Корея

4,0

Франция

3,0

Бразилия

2,9

Испания

2.8

Канада

2,5

Крупнейшие автомобильные компании мира

В миллионах автомобилей в год

Toyota

9,5

General Motors

9.3

Volkswagen

6,3

Ford

6,2

Honda

4,0

ВАБ

3,5

Nissan

3.4

Fiat

2,6

Renault

2,6

Hyundai

2,6

Suzuki

2,6

Chrysler

2.5

Похожие темы

  • поглощать = взять в
  • сумма = сколько стоит
  • внешний вид = как все выглядит
  • сборочная линия = линия рабочих и машин на заводе; детали продукта проходят сквозь него, и рабочие собирают их вместе
  • присоединить = подключить
  • автоматическая коробка передач = передачи меняются автоматически
  • избегать = держаться подальше от
  • ось = длинный прямой кусок металла, соединяющий пару колес автомобиля
  • boot = британский английский для «багажника» = задняя часть автомобиля, которую вы можете открыть и положить вещи в
  • тормоз = система, которая останавливает или замедляет автомобиль
  • бампер = кусок пластика или металла на задней или передней части автомобиля, который уменьшает ущерб, если что-то врезается в него
  • ухабистый = неровный, шероховатый, не гладкий
  • углекислый газ = газ, который выдыхают люди и животные
  • карбюратор = часть двигателя, который смешивает бензин с воздухом
  • груз = вещи, которые перевозит легковой или грузовой автомобиль
  • каталитический нейтрализатор = используется для снижения ядовитых выбросов из двигателя
  • сцепление = педаль возле ваших ног, которую вы можете нажать, чтобы переключить передачи
  • соревнуются = быть более успешным, чем кто-либо еще
  • подключить = присоединиться
  • сохранить = сохранить
  • постоянно = всегда
  • конвертировать = изменить
  • Конвейерная лента = лента, которая перемещается и используется для транспортировки товаров из одного места или здания в другое
  • коленчатый вал = прямой кусок металла, который соединяет двигатель с колесами
  • устойчиво к ударам = если что-то не сломано или повреждено, если вы в него врежетесь
  • создать = сделать
  • урона = разрушение
  • приборная панель = панель на передней части сиденья водителя, на которой показаны несколько инструментов, например скорость вашего движения, давление масла и т. Д.,
  • , дифференциал = передача, позволяющая колесам автомобиля двигаться с разными скоростями
  • грязь = грязь или пыль; вещи, которые делают что-то грязное
  • дисковые тормоза = тормоза, которые работают, когда две твердые поверхности прижимаются к диску в центре автомобильного колеса
  • приводной вал = часть автомобиля, которая передает мощность от зубчатых колес на колеса
  • ведущие колеса = колесо, которое получает силу для движения
  • трансмиссия = части, которые производят энергию и приводят ее в движение
  • барабанные тормоза = колодки прижаты к барабану на колесе
  • электричество = мощность, которую несут провода, кабели и т. Д.и заставляет машины работать
  • аварийная ситуация = непредвиденная и опасная ситуация
  • инженер = человек, который разрабатывает и производит двигатели или моторы
  • оборудовать = предоставить, подготовить, дать
  • , хотя =
  • расширить = увеличить или увеличить
  • исследовать = узнать о чем-то
  • сбой = если что-то не работает
  • закрепить = закрыть
  • особенность = элемент
  • крыло = боковая часть автомобиля, которая закрывает колесо
  • поток = пробег
  • сгиб = чтобы согнуть что-то, положив одну часть на другую
  • сила = здесь: взломать и вытолкнуть
  • полный привод = система, которая подает мощность на все четыре колеса автомобиля
  • фрикционная накладка = резиновая прокладка, которую вы кладете между кусками металла
  • топливо = материал, такой как уголь или нефть, который используется для производства энергии
  • экономичный = сжигать или использовать как можно меньше бензина
  • бензин = американское слово для бензин
  • редуктор = вы используете его, чтобы заставить автомобиль двигаться на разных скоростях
  • ручка = перемещаться по чему-то без проскальзывания
  • гарантия = чтобы убедиться, что что-то происходит
  • капот = металлическая крышка над двигателем
  • гибридный = метод смешивания двух разных типов двигателей
  • водородный топливный элемент = он использует водород и преобразует его так, что он заставляет двигатель работать
  • зажечь = чтобы что-то начало гореть
  • улучшиться = поправиться
  • в то же время = период между
  • включают в себя , содержат в нем
  • надуть = взорвать
  • двигатель внутреннего сгорания = двигатель, который вырабатывает энергию при сжигании бензина
  • изобретение = полезный станок или инструмент, который кто-то впервые обнаруживает или производит
  • соединение = место, где две или более частей объекта собираются вместе
  • рычаг = палка, которую вы перемещаете, чтобы управлять чем-то
  • жидкость = жидкость, водянистая
  • замок = то, что держит дверь закрытой; вы обычно открываете его ключом
  • смазка = нанести масло на детали машины, чтобы они могли плавно двигаться
  • механическая коробка передач = система, в которой водитель должен переключать передачи вручную
  • означает = пути
  • мотель = отель на автомагистрали, где люди могут остановиться, чтобы спать
  • подвижный = если вы можете что-то переместить
  • движение = когда что-то меняет свою позицию или место
  • Глушитель = часть автомобиля, которая делает шум от двигателя тише
  • внедорожник = легковой или грузовой автомобиль, на котором вы можете ездить повсюду, и он особенно хорош на скалах и т. Д.
  • пассажирского салона = часть машины, в которой сидят пассажиры
  • поршень = металл внутри трубы, которая движется вверх и вниз
  • загрязнять = загрязнять
  • загрязнение окружающей среды = загрязнение воздуха или воды
  • послевоенных = время после войны
  • предотвратить = остановить что-то от
  • защищать = охранять, защищать
  • радар = система, которая использует радиоволны, чтобы узнать, где находится объект
  • радиатор = объект для охлаждения двигателя или машины
  • поднять = подняться
  • уменьшить = понизить
  • удалить = забрать
  • стержень = длинный тонкий полюс
  • шероховатый = не гладкий
  • строка = строка
  • руб. = движение против
  • безопасность = все, что о безопасности
  • закон о безопасности = правила, которые вы должны соблюдать, чтобы защитить себя и других
  • дефицитных = недостаточно
  • сиденье = место, где вы сидите
  • оболочка = часть, слой
  • смена = изменение
  • Амортизатор = часть автомобиля, которая связана с каждым колесом; это делает путешествие более плавным и комфортным
  • салазки = слайд
  • slam = крах, взрыв
  • скользкая = трудно путешествовать, потому что поверхность влажная
  • гладкая = мягкая
  • источник = место, где вы получаете что-то от
  • Искра = маленький кусочек горящего материала, который появляется, когда ты трушься о вещи вместе
  • свеча зажигания = часть автомобиля, которая производит электрическую искру для запуска двигателя
  • спрей = для вытеснения жидкости из бутылки или банки очень маленькими каплями
  • пружина = кусок металла, который скручен; когда вы нажимаете на нее, она снова поднимается сама по себе.
  • универсал = универсал
  • пар = дым, который образуется, когда вода сильно нагревается
  • с паровым приводом = с приводом от пара
  • сталь = прочный твердый металл, который получается при смешивании железа и углерода
  • steer = для контроля направления движения чего-либо
  • магазин = сохранить
  • Пригород = маленький город за пределами большого города
  • сосать = взять в
  • поддержка = удерживать в положении
  • окружить = быть около
  • подвеска = часть автомобиля, соединенная с колесами, что делает ее более удобной для езды по дорогам, которые не так гладко
  • выхлопная труба = труба в задней части автомобиля, из которой выходят ядовитые газы
  • задача = работа
  • , следовательно, = именно поэтому
  • шина (шина) = резиновое кольцо, которое крепится вокруг колеса
  • крутящий момент = сила, которая заставляет что-то вращаться вокруг центральной точки
  • трансмиссия = часть автомобиля, которая передает мощность от двигателя на колеса
  • багажник = место, где можно положить вещи в кузов автомобиля
  • Турбокомпрессор = увеличивает количество воздуха в двигателе, чтобы увеличить мощность
  • неровный = не гладкий
  • транспортное средство = машина, которая перемещает и перевозит людей, например легковой или грузовой автомобиль
  • вес = как тяжело что-то

,

Гибкие генераторы превращают движение в энергию

На электронном микроскопе показано поперечное сечение индуцированного лазером композита графена и полиимида, созданного в Университете Райса для использования в качестве трибоэлектрического наногенератора. Устройства способны превращать движение в энергию, которая затем может быть сохранена для дальнейшего использования. Кредит: Tour Group / Университет Райса

Носимые устройства, которые собирают энергию от движения, не новая идея, но материал, созданный в Университете Райса, может сделать их более практичными.

Лаборатория химика Райса Джеймса Тура адаптировала лазерный графен (LIG) в небольшие безметалловые устройства, которые генерируют электричество. Подобно натиранию шарика на волосы, контакт композитов LIG с другими поверхностями создает статическое электричество, которое можно использовать для питания устройств.

За это, спасибо трибоэлектрическому эффекту, посредством которого материалы собирают заряд через контакт.Когда их соединяют, а затем разрывают, накапливаются поверхностные заряды, которые можно направлять на выработку электроэнергии.

В экспериментах исследователи подключили свернутую полоску LIG к цепочке светодиодов и обнаружили, что постукивание по полосе производит достаточно энергии, чтобы заставить их мигать. Большой кусок LIG, встроенный в триггер, позволяет владельцу генерировать энергию с каждым шагом, так как повторный контакт графенового композита с кожей создает ток для зарядки небольшого конденсатора.

«Это может быть способ перезарядки небольших устройств, просто используя избыточную энергию ударов пятки при ходьбе или размахивая руками по туловищу», - сказал Тур.

Исследователь докторской диссертации Университета Райса Майкл Стэнфорд проводит триггер с трибоэлектрическим наногенератором на основе лазерно-индуцированного графена, прикрепленного к пятке. Ходьба с триггером генерирует электричество с повторяющимся контактом между генератором и кожей пользователя.Стэнфорд подключил устройство для накопления энергии на конденсаторе. Кредит: Джефф Фитлоу / Университет Райса

Проект подробно описан в журнале Американского химического общества ACS Nano .

LIG - это графеновая пена, которая образуется при нагревании химикатов на поверхности полимера или другого материала с помощью лазера, оставляя только взаимосвязанные чешуйки двумерного углерода. Лаборатория сначала сделала LIG на обычном полиимиде, но распространила технику на растения, продукты питания, обработанную бумагу и дерево.

Лаборатория превратила полиимид, пробку и другие материалы в электроды LIG, чтобы увидеть, насколько хорошо они производят энергию и выдерживают износ. Они получили лучшие результаты из материалов на противоположных концах трибоэлектрического ряда, что количественно определяет их способность генерировать статический заряд при контактной электрификации.

В конфигурации сгиба ЛИГ из трибоотрицательного полиимида был опрыскан защитным покрытием из полиуретана, который также служил в качестве трибо-положительного материала.Когда электроды были соединены, электроны перешли в полиимид из полиуретана. Последующий контакт и разделение приводили к зарядам, которые могли быть сохранены через внешнюю цепь, чтобы сбалансировать накопленный статический заряд. Складной LIG генерировал около 1 киловольта и оставался стабильным после 5000 циклов изгиба.

Лабораторное видео демонстрирует, что многократное попадание в сложенный трибоэлектрический генератор производило достаточно энергии для питания ряда подключенных светодиодов.Испытание показало, как генераторы на основе лазерного графена могут использоваться для питания носимых датчиков и электроники при движении человека. Кредит: Tour Group

Лучшая конфигурация с электродами из композита полиимид-LIG и алюминия, вырабатывала напряжения выше 3,5 киловольт с пиковой мощностью более 8 милливатт.

«Наногенератор, встроенный в триггер, смог сохранить 0,22 миллиджоуля электрической энергии на конденсаторе после 1-километровой прогулки», - сказал исследователь доктор Райс Майкл Стэнфорд, ведущий автор статьи.«Такой скорости накопления энергии достаточно для питания носимых датчиков и электроники движением человека».


Лазерный графен становится жестким, с помощью
Дополнительная информация: Майкл Дж. Стэнфорд и др., Трибоэлектрические наногенераторы графена с лазерной индукцией, ACS Nano (2019).DOI: 10.1021 / acsnano.9b02596 Предоставлено Университет Райса

Цитирование : Гибкие генераторы превращают движение в энергию (2019, 31 мая) извлечено 18 июля 2020 г. с https: // физ.орг / Новости / 2019-05-гибкое движение, energy.html

Этот документ защищен авторским правом. Кроме честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.

,

Смотрите также