Începând cu 2013, exista o mare varietate de sisteme de propulsie disponibile sau potențial disponibile pentru automobile și alte vehicule. Opțiunile includ motoarele cu ardere internă alimentate cu benzină, motorină, propan sau gaz natural; vehicule hibride, hibride plug-in, vehicule cu celule de combustibil alimentate cu hidrogen și toate mașinile electrice. Vehiculele alimentate par să aibă avantajul datorită autonomiei limitate și costului ridicat al bateriilor. Unele opțiuni au necesitat construirea unei rețele de stații de alimentare sau de încărcare. Fără niciun avantaj convingător pentru nicio opțiune anume, producătorii de mașini au urmat căi de dezvoltare paralele folosind o varietate de opțiuni. Reducerea greutății vehiculelor a fost o strategie folosită.
În primii ani s-au încercat motoarele cu abur și motoarele electrice, dar cu succes limitat. În secolul al XX-lea, motorul cu ardere internă (IC) a devenit dominant. În 2015, motorul cu ardere internă rămâne cel mai utilizat, dar o reapariție a energiei electrice pare probabilă din cauza îngrijorării tot mai mari cu privire la emisiile de gaze de eșapament ale motorului ic.
Începând cu 2017, majoritatea mașinilor din Statele Unite sunt alimentate pe benzină. La începutul anilor 1900, motoarele cu ardere internă s-au confruntat cu concurența din partea motoarelor cu abur și electrice. Motoarele cu ardere internă ale vremii erau alimentate cu benzină. Motoarele cu ardere internă funcționează cu conceptul unui piston împins de presiunea unei anumite explozii. Această explozie arde hidrocarbura din chiulasa unui motor. Din toate mașinile fabricate în acea perioadă, doar aproximativ un sfert sunt considerate de fapt combustie internă. În următorii doi ani, motorul cu ardere internă a devenit cel mai popular motor de automobile. Cândva în secolul al XIX-lea, Rudolf Diesel a inventat o nouă formă de putere de ardere internă, folosind un concept de injectare a combustibilului lichid în aer încălzit exclusiv prin compresie. Acesta este predecesorul motorului diesel modern utilizat în automobile, dar mai precis, în vehiculele grele, cum ar fi semi-camioanele.
Tipuri de motoare
Motoare de combustie internă
Motor cu ardere internă
Motoarele pe benzină au devenit rapid alegerea producătorilor și a consumatorilor deopotrivă. În ciuda pornirii grele, a motorului zgomotos și murdar și a schimbării dificile a treptelor de viteză, noile tehnologii precum linia de producție și avansarea motorului au permis producția standard de automobile pe gaz. Acesta este începutul, de la inventarea automobilului pe gaz în 1876, până la începutul producției de masă în anii 1890. Modelul T al lui Henry Ford a redus prețul mașinilor la un preț mai accesibil. În același timp, Charles Kettering a inventat un demaror electric, permițând mașinii să fie mai eficientă decât demarorul mecanic. Abundența de automobile pe gaz propulsate cu combustibil este cea mai capabilă și accesibilă. Cererea de benzină a crescut de la 3 miliarde de barili în 1919 la aproximativ 15 miliarde în 1929.
Un motor cu ardere internă este un motor care este alimentat de expansiunea gazului care este creată de arderea combustibililor cu gaze de hidrocarburi. Pentru a elabora, o combustie internă a folosit căldura unei arderi creată de combustibilul de hidrocarburi injectat pentru a crea mișcare mecanică. La începutul anilor 1900, alcoolul din lemn era un combustibil popular pentru automobilele franceze și germane, dar pe măsură ce guvernele impuneau taxe mari asupra producției, prețul alcoolului din lemn a crescut peste cel al benzinei. Motoarele pe benzină au devenit populare ca urmare a acestui fapt, deoarece motoarele cu ardere internă erau cunoscute în mod obișnuit ca motoare pe benzină. Deși motoarele pe benzină au devenit populare, acestea nu au fost deosebit de dorite din cauza pericolelor de scurgeri de combustibil care pot provoca explozii. Prin urmare, mulți inventatori au încercat să creeze un motor de ardere cu kerosen ca rezultat. Aceasta nu a fost o întreprindere de succes în aplicarea acesteia pentru uzul auto. Există multe tipuri diferite de combustibili pentru motoarele cu ardere internă. Acestea includ motorina, benzina și etanolul.
Motoare cu aburi
Istoria vehiculelor rutiere cu abur
Motorul cu abur a fost inventat la sfârșitul anilor 1700 și metoda principală de alimentare a motoarelor și, în curând, a locomotivelor. Unul dintre cele mai populare mașini cu abur a fost „Stanley Steamer”, oferind un nivel scăzut de poluare, putere și viteză. Dezavantajul acestor mașini cu abur este nefiabilitatea, complexitatea și accidentele frecvente care au avut loc cu ele. Timpul de pornire pentru o mașină cu abur poate dura până la 45 de minute, învingând scopul unui transport mai rapid. În momentul în care automobilul cu abur a fost îmbunătățit, complexitatea producției față de automobilele pe gaz a făcut ca mașinile cu abur să fie neprofitabile.
O mașină cu abur este un dispozitiv care transformă căldura în mișcare mecanică. Acesta este prevăzut cu utilizarea cazanelor, care creează abur prin fierberea apei. La începutul anilor 1900, Abner Doble a introdus în Statele Unite o mașină alimentată cu abur, care avea capacități care ar putea depăși în eficiență Modelul T al Ford. Se știe că aburul are o economie de combustibil foarte eficientă, cu o sursă de putere mare. Acesta este motivul pentru care jumătate din lume a fost alimentată cu abur pentru aproape tot secolul al XIX-lea și aproape jumătate din secolul al XX-lea. Principalul dezavantaj al mașinii cu abur din automobile a fost faptul că operatorilor li se cerea să aibă cunoștințe complete despre cazane și motoarele cu abur înainte de funcționare, deoarece era dăunător motorului în sine dacă operatorul îl neglija.
Motoare electrice
Motor electric
Vehiculele electrice păreau a fi cea mai viabilă opțiune, similară cu mașinile cu abur. A fost inventat pentru prima dată la începutul anilor 1800 și a devenit o opțiune viabilă de transport în jurul anului 1890, când William Morrison a creat prima mașină electrică care a călătorit cu 14 mile pe oră. Mașinile electrice au oferit o poluare scăzută și o călătorie fără zgomot, spre deosebire de omologii lor pe benzină. Cel mai mare dezavantaj al mașinilor electrice a fost autonomia. Mașina electrică tipică ar putea atinge aproximativ 20 de mile înainte de a necesita o reîncărcare. Producătorii nu au putut crește numărul de baterii, din cauza volumului bateriilor la momentul respectiv. Fără un stimulent pentru achiziționarea de automobile electrice, automobile pe gaz era cea mai viabilă opțiune la acea vreme.
Mașinile electrice folosesc baterii pentru a stoca energie electrică care este folosită pentru a alimenta motoare electrice. Bateria furnizează puterea motorului, care este fie AC, fie DC. Diferența dintre motoarele cu curent alternativ și cu curent continuu este tipul de sistem care este necesar pentru a-l rula într-un vehicul electric. Un motor cu curent alternativ este în general mai ieftin, dar componentele necesare pentru a-l rula într-un vehicul electric, cum ar fi controlerul și invertorul, îl fac mai scump decât motorul cu curent continuu. O caracteristică unică a vehiculelor electrice în comparație cu omologii săi pe benzină, vehiculul electric este mai simplu decât vehiculul pe benzină. Vehiculul electric ocolește componentele mașinii pe benzină, cum ar fi arborele cotit, ceea ce îi permite să genereze putere mult mai rapid decât benzina. Datorită transferului mai rapid de putere, vehiculul electric este capabil să accelereze mai repede decât mașinile pe benzină.
În anii 1970, vehiculul electric și-a făcut reapariția din cauza Embargoului petrolier OPEC din 1973. Anterior, benzina abundentă a devenit principala sursă de combustibil pentru vehicule. Dar după lipsă, producătorii au început să se uite din nou către vehiculele electrice. În ciuda tehnologiei îmbunătățite din anii 1800, vehiculele electrice s-au confruntat cu defecte tehnologice similare, cum ar fi kilometrajul limitat și viteza. Ei puteau călători doar până la 45 de mile pe oră și aveau o rază de acțiune de aproximativ 40 de mile.
