Просмотр содержимого документа
«Индивидуальный итоговый проект «электромобиль»»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «Основная общеобразовательная школа 33»
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
ПО РУССКОМУ ЯЗЫКУ
«ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ»
Выполнил: ученик 8 А класса
Аверченко Вячеслав
Руководитель: Коваленко Наталья
Александровна, учитель русского языка,
первой квалификационной категории.
Новокузнецкий городской округ, 2024
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение……………………………………………………………………….. 3
1.1 Актуальность темы проекта………………………………………………...4
1.2 Цели и задачи исследовательской работы…………………………………5
2. Теоретический материал……………………………………………………….6
2.1 История изобретения электромобиля………………………………………6
2.2 Устройство электромобиля…………………………………………………8
2.3 Принцип работы электромобиля………………………………………….10
3. Практическая часть……………………………………………………………12
3.1 Оборудование и материалы для конструирования машины…………….12
3.2 Этапы работы………………………………………………………………13
4. Заключение…………………………………………………………………….17
5. Список литературы……………………………………………………………1
1. ВВЕДЕНИЕ
Игрушка — это первое, что берет в руки маленький человек, стремясь познать окружающий его мир. Наверное, каждый хоть раз задумывался, как работает та или иная игрушка. Многие от любопытства даже разбирали их, чтобы узнать, что находится внутри. А некоторые, узнав об их устройстве, делают свои игрушки, еще более интересные и привлекательные. Сделать это под силу только серьезному человеку, для которого игрушка — уже не игрушка, а объект исследований.
Игра с игрушечными машинами является синонимом детства каждого, а с возрастом игрушки становятся более серьезными. В этом проекте, мы постараемся сделать шаг к новому будущему для ребенка и создадим самый простой игрушечный электромобиль своими руками, который приводится в действие только двигателем постоянного тока и 9-вольтовой батареей. Этот проект предназначен для детей, которые только познают мир проектов и нуждаются в простом примере в начале своего пути. А этот электромобиль - надежный проект с которым ребенок никогда не потерпит неудачу и сделает его даже с первой попытки.
1.1 Актуальность темы проекта.
В недалеком будущем электромобили смогут полностью заменить автомобили с ДВС. Множество компаний по всему миру сосредоточили все усилия, чтобы разработать электромобиль, а способствует этому рост цен на нефтепродукты. Кроме того, актуальность электромобилей состоит еще и в том, что атмосфера становится все более загрязненной, поэтому нужно бороться с вредными выбросами двигателей внутреннего сгорания.
1.2Цели и задачи исследовательской работы.
Цель:
Сконструировать и собрать самостоятельно из подручных материалов электромобиль.
Задачи работы:
изучить историю создания электромобиля;
рассмотреть и изучить конструкцию или устройство электромобиля;
выяснить принципы работы;
подобрать из подручных материалов детали для конструирования машины;
выполнить работы по сборке;
протестировать электромобиль в рабочем режиме
2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
2.1 История изобретения электромобиля.
Итак, что такое электромобиль и что мы о нём знаем? Электромобиль - это транспортное средство, которое питается от электричества, а не от бензина или дизтоплива. Наверное, многие удивятся, когда узнают, что история электромобиля берёт своё начало еще с 1830-х годов. Мало кто знает, что первый электромобиль появился почти на полвека раньше, чем первый обычный автомобиль. Мало того, поначалу, на заре автомобилестроения электромобили были даже более распространены, чем бензиновые транспортные средства. Впрочем, это не так уж и удивительно, поскольку устройство электродвигателя намного проще, чем любого вида двигателей внутреннего сгорания.
Имя конструктора, создавшего транспортное средство с крутящим моментом от электричества, официально не установлено. Всё дело в том, что сразу несколько инженеров представили первые экземпляры электромобилей –шотландец Роберт Андерсон, американец Давенпорт и англичанин Девидсон. Их разработки мало чем напоминали даже самые примитивные электромобили прошлого столетия. Но факт остается фактом – эти транспортные средства черпали энергию из химического источника (аккумулятора) и не выбрасывали в атмосферу выхлопные газы. Малоподвижные кареты со скоростью 4 км/ч обладали огромным весом и минимальной практичностью.
Однако основная проблема заключалась в отсутствии понимания того, как оснастить транспортное средство заряжаемой батареей с относительно небольшими габаритами.
Популярность электромобилей пошла на спад, и к 1920 году их доля составляла около 1%. К 1930 году их производство практически прекратилось.
До конца 1980-х годов об электромобилях никто не вспоминал, пока остро не встала проблема загрязнения окружающей среды и не замаячила перспектива истощения запасов нефти. Ряд компаний приступили к выпуску электрических транспортных средств, не предназначенных, однако, для личного использования. Немногочисленные электрические автобусы, развозные фургоны и грузовики использовались в различных городских службах. Следующий всплеск интереса к электромобилям, который мы наблюдаем и в настоящее время, произошел в 90-х годах прошлого века в связи с существенным ужесточением законодательства о загрязнении воздуха. Первым серийным электромобилем нашей современности стал GM EV1, выпускавшийся в США с 1996 по 2003 годы.
2.2 Устройство электромобиля.
Конструкция электромобиля, в отличие от авто с двигателями внутреннего сгорания, немного проще, но она более надежна, ведь в ней минимальное количество подвижных деталей и узлов. В электромобиле главными конструктивными составляющими являются: трансмиссия, качественный аккумулятор, специальное бортовое зарядное устройство, электронная система управления и т. д. Для того чтобы обеспечить питание главного тягового электродвигателя, в автомобиле установлена мощная тяговая аккумуляторная батарея. На электромобили устанавливают литий-ионную батарею, которая состоит из нескольких модулей, соединенных между собой. Выдаваемый ток такой батареи составляет порядка 300 Вт постоянного тока, а ее емкость полностью соответствует мощности электродвигателя. Тяговый двигатель – это несколько электрических машин, работающих от переменного тока. Их мощность начинается от 15 кВт. Максимальная мощность может быть более 200 кВт. Если сравнивать электродвигатель с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), то эффективность первого по отношению к последнему составляет 90%:25%.
Электродвигатель – устройство, которое занимается преобразованием электроэнергии в механическую. Электродвигатель включает в себя статор и ротор. Переменное магнитное поле в статоре действует на обмотку ротора и наводит в нём ток индукции, возникает вращающий момент, который приводит в движение ротор. Электроэнергия, поступающая на обмотки мотора, преобразуется в механическую энергию вращения.
Электромобиль имеет электронную система управления. Она ответственна за безопасность, энергосбережение и за комфорт пассажиров.
Если углубиться, то система управления необходима еще и для того, чтобы:
— управлять высоким напряжением;
— производить регулирование тяги;
— обеспечивать оптимальное движение;
— оценивать насколько хватит заряда батареи;
— управлять тормозной системой и контролировать расход энергии от аккумулятора.
Эта система объединяет в себе определенные входные датчики, блок управления и другие устройства, которые имеются в электромобиле.
2.3Принцип работы электромобиля.
Если говорить о том, что же такое электрический автомобиль, то под этими словами стоит понимать транспортное средство, приводимое в движение специальными электрическими двигателями. Питание электродвигателя осуществляется от солнечной батареи, специализированных топливных элементов или аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея требует подзарядки через определенное время работы, которая осуществляется как от различных источников извне, так и от генератора, который устанавливается на борту автомобиля. Последний способ имеет особенность – генератор приводится в движение простым двигателем, так что такое авто стоит считать не электромобилем, а разновидностью гибридных автомобилей. Электромобили двигаются под действием электричества, которое может также первоначально попадать к ним из обычной домашней электросети и запасается в автомобильных перезаряжаемых аккумуляторах. Такому автомобилю не нужна коробка передач, применяемая в двигателях внутреннего сгорания. Потому что вал электродвигателя здесь присоединен прямо к колесу. Электричество питает мотор, и мотор крутит колесо, которое двигает машину. Сейчас сделаны опытные электромобили с одноразовым запасом энергии на борту, достаточным для 130-мильного пробега. Эти автомобили намного меньше загрязняют окружающую среду и работают значительно тише, чем автомобили, использующие в качестве топлива бензин. Пожалуй, главным недостатком электромобиля является то, что ему требуется шесть часов на полную зарядку аккумуляторов. В машине нет коробки передач. Все, что должны показывать приборы на панели, это число оборотов в минуту двигателя, скорость автомобиля и уровень зарядки электрической батареи.
Электромобиль движется под действием электрической энергии, которую он первоначально запасает в своих аккумуляторах. При движении автомобиля электрическая энергия приходит на электромагнитный разъем. Оттуда под управлением водителя и сигналов от датчиков энергия поступает на электродвигатели, которые крутят колеса и заставляют автомобиль двигаться. Мощный постоянный магнит, находящийся внутри электродвигателя, позволяет вращать колесо без ведущего вала и шестеренок, применяемых в обычных автомобилях.
Поэтому в электромобиле нет дифференциала, передаточных устройств с шестеренками и коробки передач. Энергия там идет от электродвигателя прямо на колеса.
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1Оборудование и материалы для конструирования машины.
Проект сделан так, чтобы большинство деталей мы могли найти у себя дома, но если каких-то частей не будет - их легко можно заменить или купить по низким ценам.
Палочки от мороженого;
Двигатель постоянного тока;
Аккумулятор/батарейка 9В;
Зажим аккумулятора;
Переключатель;
Горячий клей;
Паяльник;
Суперклей;
Колеса (от старой игрушки);
Малый и большой шкив;
Металлический вал (от старого CD / DVD-привода);
Резиновая лента, резинка;
Соединительные провода.
3.2 Этапы работы.
3.2.1 Делаем корпус электромобиля.
Возьмем 4 палочки от мороженого. Используя маркер, сделаем точку на одном из концов каждой палочки. Смотрим, что все палки имеют точку в одном месте.
Используя мини-сверло, делаем отверстия в отмеченных точках всех 4 палочек.
Используя горячий клей, крепим все палочки к 9-вольтовый батарее.
Корпус готов.
3.2.2 Добавляем детали к корпусу.
Крепим небольшой шкив к валу двигателя. Используя горячий клей, закрепим двигатель в нижней центральной части аккумулятора.
Возьмем переключатель и соединим клеммы переключателя с помощью проводов с перекрестным переходом для управления направлением двигателя.
Крепим переключатель к батарее, используя горячий клей.
А теперь перейдем к созданию всех наших соединений.
Смотрим приведенную принципиальную схему для подключения.
Подключаем клеммы двигателя к переключателю. Также подключаем клеммы аккумулятора к переключателю.
Возьмем 4 колеса и 2 металлических вала. Вырежем несколько мелких кусочков от соломинок для коктейлей.
Вставим кусочки соломинок в металлический вал, а затем вставим вал через отверстия в палочки от мороженого как показано на фото.
Повторяем для противоположных колес и другой оси.
Вставим шкив на вал и закрепим его суперклеем. Вставим соломинку и закрепим колеса на обеих сторонах.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проведённой работы я изучил историю создания электромобиля и интересные факты о его изобретателях, познакомился с его принципиальным устройством.
Я изучил физические основы работы электромобиля и узнал, что в данном случае происходит превращение электрической энергии в механическую. Все работы выполнялись с соблюдением правил техники безопасности.
Работа получилась в целом не только очень познавательной и интересной, но и весьма полезной и практически применимой в повседневной жизни.
Данный материал может быть использован на уроках физики и технологии, на факультативных занятиях.
Пытливому и наблюдательному человеку в самых простых вещах может открыться много новых и сложных явлений. Я хочу продолжить свои исследования, так как это увлекательное и полезное занятие помогает иначе смотреть на привычные предметы, которые окружают нас.
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Энциклопедия для детей. Том 14. Техника/ Глав. ред. М.Д.Аксёнова – М.: Аванта+, 2002, - 688 с.::ил.
2. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч.2. Электричество и магнетизм. Термодинамика и квантовая механика. Физика ядра и элементарных частиц/ Глав. ред. В.А.Володин, метод.редактор А.Элиович. – М.: Аванта+, 2003, - 432 с.:ил.
