Пример применения положений ТРИЗ для анализа направлений развития технической системы на примере эволюции автомобиля

Идеальный конечный результат (ИКР) развития наземного транспортного средства состоит в том, чтобы была возможность перемещаться быстро, безопасно и комфортно в любых условиях видимости, стесненности на дороге и в городе, как в потоке, так и на стоянке, по дорогам и бездорожью. Рассмотрим один из видов обыденного транспортного средства - автомобиль.

Основными показателями эффективной работы автомобиля являются скорость, грузоподъемность, вместимость, комфорт, надежность, безопасность.

Комплексным критерием оценки эффективности автомобиля может

служить соотношение мощности N и веса G--=> шах, т.е. при неизменной

G

мощности снижение веса автомобиля приводит к повышению его эффективности. Снижения веса автомобиля добиваются пассивными методами (детали двигателя и трансмиссии, элементы кузова делают из более легких металлов и пластика) и активными (уменьшение элементов трансмиссии, избавление от механических узлов, с заменой их на электрические или гидравлические узлы).

Таким образом идет постоянная борьба за снижение веса, увеличение полезной площади внутри автомобиля, увеличение удельной мощности привода, повышение управляемости и безопасности автомобиля.

Рассмотрим основные узлы современных автомобилей и проанализируем основные направления их совершенствования.

Виды привода:

  • - двигатель внутреннего сгорания (ДВС) бензиновый (в двигатель подается бензиново-воздушная смесь при атмосферном давлении);
  • - ДВС-дизель (в двигатель подается дизельное топливо под высоким давлением от топливного насоса высокого давления - ТНВД);

ДВС с турбонаддувом (компрессором повышается давление подаваемого в двигатель воздуха - предложено конструктором Жене Рено);

  • - ДВС-дизель с турбонаддувом (и воздух и дизтопливо подаются под высоким давлением);
  • - гибридный двигатель - ДВС + электродвигатель (генератор);
  • - ДВС на газе;
  • - двигатели, работающие на водороде.

Японские производители планируют в 2010 г. поставки автомобилей, работающих на водороде. Водород не выделяет при сгорании углекислый газ и является экологически чистым. В связи с появлением таких автомобилей становится насущной проблемой развертывание сети «водородных» заправочных станций.

Схема ДВС - рядное расположение цилиндров (4 или 6); V-образное расположение цилиндров (6 и более); оппозитные двигатели (горизонтальное расположение цилиндров); геророторные двигатели;

Прогрессивными из названных двигателей являются гибридные двигатели, на которых отрабатывается система аккумулирования электрической энергии для автомобиля, и двигатели, работающие на водороде.

Остальные двигатели представляют собой отживающую затратную и экологически вредную систему, эра которой заканчивается.

Далее представляется наиболее реальным использование в качестве двигателя электродвигателей, работающих от аккумуляторов, которые смогут подзаряжаться как на станциях, так и получая «даровую» электрическую энергию. В качестве даровой будет использоваться солнечная энергия и энергия «встречного потока». Например, известно получение энергии от генератора, установленного в выхлопной трубе автомобиля, работающего за счет энергии потока выхлопных газов и выполняющего одновременно роль глушителя (Англия). Также известно использование потока встречного воздуха для вращения турбины, установленной в бампере автомобиля (Япония).

Схемы трансмиссий автомобилей

Рис. 2.12. Схемы трансмиссий автомобилей: а - задний привод при переднем расположении двигателя; б - задний привод при заднем расположении двигателя; в - передний привод; г - полный привод 4WD - Full teinr, д - передний привод + подключаемый задний через вязкостную или электромеханическую муфту; система AWD е - система индивидуального двигателя на каждом приводном колесе (на 2 или 4)

На автомобиле устанавливаются солнечные батареи, например, кузов автомобиля выполнен из специального материала с функцией преобразования солнечной энергии в электроэнергию.

Переход на новые принципы преобразования энергии приведет к изменению всей надстройки системы, т. е. нужно будет перейти к новой системе, которая будет заключаться в создании сети заправок, обслуживания и т. д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >