hibrīda laiks

Situācijā, kad tīri elektriskajiem transportlīdzekļiem ir grūti ielikt visu naudu kaut vai joprojām neapmierinošā diapazona, akumulatora nepilnību, apgrūtinošas ilgstošas ​​uzlādes un vides sirdsapziņas raižu dēļ, hibrīdie risinājumi kļūst par saprātīgu zelta vidusceļu. To var redzēt automašīnu pārdošanas rezultātos.

Hibrīdauto šis transportlīdzeklis ir aprīkots ar tipisku sistēmu dzinējs un viens vai vairāki (1). Elektrisko piedziņu var izmantot ne tikai degvielas patēriņa samazināšanai, bet arī jaudas palielināšanai. Mūsdienu hibrīdautomobiļi izmantot papildu metodes energoefektivitātes uzlabošanai, piemēram. Dažos gadījumos iekšdedzes dzinējs tiek izmantots, lai ražotu elektroenerģiju elektromotora darbināšanai.

1. Dīzeļa-elektriskā hibrīda transportlīdzekļa diagramma

Daudzos hibrīda dizainos izplūdes gāzu emisijas to samazina arī, izslēdzot iekšdedzes dzinēju, kad tas ir novietots stāvvietā, un ieslēdzot to atpakaļ, kad nepieciešams. Dizaineri cenšas nodrošināt, lai mijiedarbība ar elektromotoru optimizētu tā darbību, piemēram, iekšdedzes dzinējam darbojoties ar zemiem apgriezieniem, tā efektivitāte ir zema, jo tas prasa visvairāk enerģijas, lai pārvarētu savu pretestību. Hibrīdsistēmā šo rezervi var izmantot, palielinot iekšdedzes dzinēja apgriezienus līdz līmenim, kas piemērots akumulatora uzlādei.

Gandrīz tikpat veci kā automašīnas

Automobiļu hibrīdu vēsture parasti sākas 1900. gadā, kad Ferdinands Porše šo modeli prezentēja Pasaules izstādē Parīzē. Gibrid Lohner-Porsche Mixte (2), pasaulē pirmais dīzeļa-elektriskais hibrīdauto. Vēlāk tika pārdoti vairāki simti šīs iekārtas eksemplāru. Divus gadus vēlāk Knight Neftal uzbūvēja hibrīda sacīkšu automašīnu. 1905. gadā Anrī Pīpers ieviesa hibrīdu, kurā elektromotors varēja uzlādēt akumulatorus.

1915. gadā elektrisko transportlīdzekļu ražotājs Woods Motor Vehicle Company izveidoja Dual Power modeli ar 4 cilindru iekšdedzes dzinēju un elektromotoru. Zem ātruma 24 km/h automašīna strādāja tikai ar elektromotoru līdz līdz izlādējas akumulatorsun virs šī ātruma tika ieslēgts iekšdedzes dzinējs, kas varēja paātrināt auto līdz 56 km/h. Dual Power bija komerciāla neveiksme. Tas bija pārāk lēns par savu cenu un pārāk grūti vadāms.

1931. gadā Ērihs Geihens ierosināja automašīnu, kuras akumulatori tika uzlādēti, nobraucot no kalna. Enerģija tika piegādāta no saspiesta gaisa balona, ​​kas tika sūknēts, pateicoties kinētiskā enerģija automašīnu daļas iet lejup.

Senerģijas atgūšana bremzēšanas laikā1967. gadā uzņēmumam American Motors izstrādāja AMC, kas ir galvenais mūsdienu hibrīdtehnoloģijas izgudrojums, un to nosauca par enerģijas reģenerācijas bremzi.

1989. gadā Audi izlaida eksperimentālo automašīnu Audi Duo. Tas bija paralēli hibrīds pamatojoties uz Audi 100 Avant Quattro. Auto bija aprīkots ar 12,8 ZS elektromotoru, kas dzenāja aizmugurējo asi. Viņš smēla enerģiju no niķeļa kadmija akumulators. Priekšējo asi vadīja 2,3 litru piecu cilindru benzīna dzinējs ar 136 ZS jaudu. Audi iecere bija radīt automašīnu, kas tiktu darbināta ar iekšdedzes dzinēju ārpus pilsētas un elektromotoru pilsētā. Vadītājs ir izvēlējies degšanas režīmu vai elektriskās braukšanas režīmu. Audi saražoja tikai desmit šī modeļa eksemplārus. Zemā klientu interese tika skaidrota ar zemāku veiktspēju nekā standarta Audi 100 papildu darba slodzes dēļ.

Izrāviens nāca no Tālajiem Austrumiem

Datums, no kura hibrīdauto plaši ienāca tirgū un ieguva īstu popularitāti, ir tikai 1997. gads, kad tās ienāca Japānas tirgū. Toyota Prius (3). Sākotnēji šīs automašīnas pircējus atrada galvenokārt ekoloģiski jutīgās aprindās. Situācija mainījās nākamajā desmitgadē, kad naftas cenas sāka strauji kāpt. Kopš pagājušās desmitgades otrās puses, arī citi ražotāji ir sākuši laist tirgū hibrīda modeļi, bieži vien pamatojoties uz licencētiem Toyota hibrīda risinājumiem. Polijā Prius izstāžu zālēs parādījās 2004. gadā. Tajā pašā gadā tika izlaista otrā Prius paaudze, bet 2009. gadā - trešā.

Viņa sekoja Toyota Honda, vēl viens Japānas autobūves gigants. modeļa izpārdošana Izpratne (4), daļējs paralēlais hibrīds, uzņēmums sāka darboties 1999. gadā ASV un Japānā. Tas bija ekonomiskāks auto nekā Toyota ražojums. Pirmās paaudzes Prius sedans patērēja 4,5 l/100 km pilsētā un 5,2 l/100 km ārpus pilsētas. Divu riteņu Honda Insight Pirmā paaudze patērēja 3,9 l/100 km pilsētā un 3,5 l/100 km ārpus pilsētas.

Toyota izlaida jaunas automašīnu hibrīda versijas. Ražošana Toyota Auris hibrīds sākās 2010. gada maijā. Tas bija pirmais sērijveida hibrīds Eiropā, kas tika pārdots par zemāku cenu nekā Prius. Auris hibrīds tam bija tāda pati piedziņa kā Priusam, taču degvielas nobraukums bija mazāks - 3,8 l / 100 km kombinētajā ciklā.

Līdz 2007. gada maijam Toyota Motor Corporation bija pārdevusi pirmo miljonu hibrīdu. Divi miljoni līdz 2009. gada augustam, 6 miljoni līdz 2013. gada decembrim. 2015. gada jūlijā kopējais Toyota hibrīdu skaits pārsniedza 8 miljonus. 2015. gada oktobrī Toyota hibrīdu pārdošanas apjomi Eiropā vien pārsniedza vienu miljonu vienību. 2019. gada pirmajā ceturksnī hibrīdi jau veidoja 50 procentus. kopējais Toyota pārdošanas apjoms mūsu kontinentā. Populārākie modeļi šajā kategorijā gan vairs nav Priusi, bet konsekventi Yaris hibrīds, C-HR hibrīds Orāzs Corolla hibrīds. Līdz 2020. gada beigām Toyota plāno pārdot 15 miljonus hibrīdu, kas, pēc kompānijas domām, tika izdarīts šī gada janvārī, t.i. sākumā. Jau 2017. gadā, pēc ražotāja datiem, atmosfērā tika izmesti 85 miljoni tonnu. oglekļa dioksīds mazāk.

Galvenās karjeras laikā, kas aptver vairāk nekā divas desmitgades automobiļu hibrīdi ir parādījušies jauni jauninājumi. Hibrīds Hyundai Elantra LPI (5), kas tika pārdots Dienvidkorejā 2009. gada jūlijā, bija pirmais iekšdedzes dzinēja hibrīds, ko darbina ar LPG. Elantra ir daļējs hibrīds, kas izmanto litija polimēru baterijas, arī pirmo reizi. Elantra patērēja 5,6 litrus benzīna uz 100 km un izlaida 99 g/km COXNUMX.₂. 2012. gadā Peugeot nāca klajā ar jaunu risinājumu, Eiropas tirgum izlaižot 3008 Hybrid4, pirmo sērijveidā ražoto dīzeļa hibrīdu. Pēc ražotāja datiem, furgons 3008 Hybrid patērēja 3,8 l/100 km dīzeļdegvielas un izmeta 99 g/km CO.₂.

5. Hibrīda Hyundai Elantra LPI

Modelis tika prezentēts Ņujorkas starptautiskajā auto izstādē 2010. gadā. Linkolna MKZ hibrīds, pirmā hibrīda versija, kuras cena ir identiska tā paša modeļa parastajai versijai.

Līdz 2020. gada aprīlim, kopš nozīmīgā 1997. gada, visā pasaulē bija pārdoti vairāk nekā 17 miljoni hibrīdelektrisko transportlīdzekļu. Tirgus līdere ir Japāna, kas līdz 2018. gada martam pārdeva vairāk nekā 7,5 miljonus hibrīdautomobiļu, kam seko ASV, kas līdz 2019. gadam kopumā pārdeva 5,4 miljonus vienību, un līdz 2020. gada jūlijam Eiropā pārdoti 3 miljoni hibrīdauto. Pazīstamākie plaši pieejamo hibrīdu piemēri bez Prius ir arī citu Toyota modeļu hibrīdversijas: Auris, Yaris, Camry un Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Paralēli, sērijveida un jaukti

Vairākas dažādas ģintis pašlaik ir paslēptas zem sugas nosaukuma "hibrīds". piedziņas sistēmas un idejas lielākai efektivitātei. Jāatceras, ka tagad, dizainam attīstoties un virzoties uz priekšu, skaidras klasifikācijas dažkārt neizdodas, jo tiek izmantotas dažādu risinājumu kombinācijas un jauni izgudrojumi, kas pārkāpj definīcijas tīrību. Sāksim, dalot pēc diska konfigurācijas.

W hibrīda piedziņa paralēlā tipa iekšdedzes dzinējs un elektromotors ir mehāniski savienoti ar piedziņas riteņiem. Automašīnu var darbināt ar iekšdedzes dzinēju, elektromotoru vai abiem. Šī shēma tiek izmantota Honda automašīnās: Insight, Civic, Accord. Vēl viens šādas sistēmas piemērs ir General Motors siksnas ģenerators/starteris uz Chevrolet Malibu. Daudzos modeļos iekšdedzes dzinējs darbojas arī kā strāvas ģenerators.

Šobrīd tirgū zināmās paralēlās piedziņas sastāv no pilnas jaudas iekšdedzes dzinējiem un mazākiem (līdz 20 kW) elektromotoriem, kā arī maziem akumulatoriem. Šajos konstrukcijās elektromotoriem ir jāatbalsta tikai galvenais dzinējs, nevis jābūt galvenajam enerģijas avotam. Paralēlās hibrīdpiedziņas tiek uzskatītas par efektīvākām nekā sistēmas, kuru pamatā ir tikai tāda paša izmēra iekšdedzes dzinēji, īpaši braucot pilsētā un pa šoseju.

Secīgajā hibrīdsistēmā transportlīdzekli tieši darbina tikai elektromotors, un sistēmas virzīšanai tiek izmantots iekšdedzes dzinējs. elektriskās strāvas ģenerators kā arī. Bateriju komplekts šajā sistēmā parasti ir daudz lielāks, kas ietekmē ražošanas izmaksas. Tiek uzskatīts, ka šāda kārtība palielina iekšdedzes dzinēja efektivitāti, īpaši braucot pa pilsētu. Piemērs sērijas hibrīds Šis ir Nissan e-Power.

Jaukta hibrīda piedziņa apvieno abu augstāk minēto risinājumu priekšrocības - paralēlo un seriālo. Šie "hibrīdhibrīdi" tiek uzskatīti par optimāliem veiktspējas ziņā, salīdzinot ar sērijām, kas ir visefektīvākās zemā ātrumā, un paralēlās, kas ir optimālas lielā ātrumā. Tomēr to ražošana kā sarežģītākas shēmas ir dārgāka nekā paralēlie motori. Dominējošais jaukto hibrīdu spēka agregātu ražotājs ir Toyota. Tos izmanto Toyota un Lexus, Nissan un Mazda (galvenokārt saskaņā ar Toyota licenci), Ford un General Motors.

Jaudu no diviem iekšdedzes dzinējiem un paralēlā motora var pārnest uz riteņu piedziņu, izmantojot tāda tipa ierīci (strāvas sadalītāju), kas ir vienkāršs planētu pārnesumu komplekts. Iekšdedzes dzinēja vārpsta savienots ar pārnesumkārbas planetāro zobratu dakšu, elektriskais ģenerators - ar tā centrālo pārnesumu, bet elektromotors caur pārnesumkārbu - ar ārējo pārnesumu, no kura griezes moments tiek pārsūtīts uz riteņiem. Tas ļauj pārsūtīt daļu rotācijas ātrums un iekšdedzes dzinēja griezes momentu uz riteņiem un daļu uz ģeneratoru. Tādējādi dzinējs tas var darboties optimālā apgriezienu diapazonā neatkarīgi no transportlīdzekļa ātruma, piemēram, startējot, un ģeneratora radītā strāva tiek izmantota elektromotora darbināšanai, kura lielo griezes momentu uztur iekšdedzes dzinējs, lai piedzītu riteņus. Dators, kas koordinē visas sistēmas darbību, regulē ģeneratora slodzi un elektromotora barošanu, tādējādi kontrolējot planetārās pārnesumkārbas darbību kā elektromehāniskā nepārtraukti mainīga transmisija. Palēninājuma un bremzēšanas laikā elektromotors darbojas kā ģenerators, lai uzlādētu akumulatoru, bet, iedarbinot iekšdedzes dzinēju, ģenerators darbojas kā ģenerators. starteris.

W pilna hibrīda piedziņa automašīnu var darbināt vai nu tikai ar dzinēju, vai tikai ar akumulatoru, vai abiem. Šādas sistēmas piemēri ir Hybrid Synergy Drive Toyota, hibrīda sistēma ford, Divu režīmu hibrīds ražošana General Motors/ChrystleTransportlīdzekļu piemēri: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid un Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h un CT200h. Šīm automašīnām ir nepieciešami lieli, efektīvi akumulatori. Izmantojot jaudas dalīšanas mehānismu, transportlīdzekļi iegūst lielāku elastību uz palielinātas sistēmas sarežģītības rēķina.

daļējs hibrīds principā šis ir parasts auto ar pagarinātu starteri, kas ļauj izslēgt iekšdedzes dzinēju ikreiz, kad mašīna brauc lejā, nobremzēt vai apstāties un nepieciešamības gadījumā ātri iedarbināt dzinēju.

Starteris to parasti uzstāda starp dzinēju un transmisiju, aizstājot griezes momenta pārveidotāju. Aizdedzes laikā nodrošina papildu enerģiju. Piederumus, piemēram, radio un gaisa kondicionētāju, var ieslēgt, kad iekšdedzes dzinējs nedarbojas. Bremzēšanas laikā akumulatori tiek uzlādēti. Salīdzinot ar pilnajiem hibrīdiem daļējiem hibrīdiem ir mazāki akumulatori un mazāks elektromotors. Tāpēc to tukšsvars un ražošanas izmaksas ir zemākas. Šāda dizaina piemērs bija pilna izmēra Chevrolet Silverado Hybrid, kas ražots 2005.-2007.gadā. Viņš ietaupīja līdz pat 10 procentiem. izslēdzot un ieslēdzot iekšdedzes dzinēju un enerģijas atgūšanu bremzēšanas laikā.

Hibrīdu un elektrības hibrīdi

Vēl vienai hibrīdu kategorijai būtu jāvelta vairāk laika, kas savā ziņā ir vēl viens solis ceļā uz “tīro elektrību”. Tie ir hibrīdautomobiļi (PHEV), kuros ir paredzēti akumulatori elektriskā piedziņa var uzlādēt arī no ārēja avota (6). Tādējādi PHEV var uzskatīt par hibrīda un elektriskā transportlīdzekļa hibrīdu. Tas ir aprīkots uzlādes spraudnis. Līdz ar to arī baterijas ir vairākas reizes lielākas, kas nozīmē, ka iespējams uzstādīt jaudīgāku elektromotoru.

6. Hibrīdauto diagramma

Līdz ar to hibrīdauto patērē mazāk degvielas nekā klasiskie hibrīdi, parasti var nobraukt aptuveni 50-60 km "ar strāvu", neiedarbinot dzinēju, turklāt tiem ir arī labāka veiktspēja, jo hibrīdi bieži vien ir jaudīgākie varianti. šis modelis.

PHEV elektriskā transportlīdzekļa darbības rādiuss ir daudzkārt lielāks nekā hibrīdauto bez šīs funkcijas. Šie daži desmiti kilometru ir pilnīgi pietiekami braucieniem pa pilsētu, uz darbu vai uz veikalu. Piemēram, iekšā Skoda Superb iV (7) Akumulators var uzglabāt līdz 13 kWh elektroenerģijas, kas nodrošina līdz 62 km darbības rādiusu nulles emisijas režīmā. Pateicoties tam, novietojot savu hibrīdu pie mājas un atgriežoties mājās, mēs varam sasniegt vidējo degvielas patēriņu 0 l/100 km. Iekšdedzes dzinējs pasargā akumulatoru no izlādes vietā, kur nav pieejams strāvas avots, un, protams, ļauj neuztraukties par attālumu garos braucienos.

7. Skoda Superb iV hibrīds uzlādes laikā

vienlīdz svarīgi tipa hibrīdi aprīkots ar jaudīgiem elektromotoriem Skoda Superb iV tā parametri ir 116 zs. un 330 Nm griezes momentu. Pateicoties tam, automašīna ne tikai uzreiz paātrinās (elektromotors dzen automobili tikpat ātri, lai ar kādu ātrumu tas šobrīd brauc), jo Skoda ziņo, ka Superb līdz 60 km/h paātrinās 5 sekundēs, tas var arī paātrināt auto līdz 140 km/h – tas ļauj braukt bez stresa un bezizmešu režīmā, piemēram, pa apvedceļiem vai automaģistrālēm.

Braukšanas laikā auto parasti tiek darbināts ar abiem dzinējiem (iekšdedzes dzinējs tiek darbināts ar elektrību, tāpēc patērē mazāk degvielas nekā parastajā automašīnā), bet, atlaižot gāzi, bremzējot vai braucot ar nemainīgu ātrumu, iekšdedzes dzinējs iekšdedzes dzinējs izslēdz dzinēju un tikai pēc tam elektromotors vada riteņus. Tātad mašīna darbojas tāpat kā klasisks hibrīds un atjauno enerģiju tāpat - ar katru bremzēšanu enerģija tiek atjaunota un nonāk akumulatoros elektriskās strāvas veidā; nākotnē tas precīzi kalpo tam, lai iekšdedzes dzinēju varētu izslēgt biežāk.

Pirmo spraudņa hibrīdautomobili tirgū laida Ķīnas ražotājs BYD Auto 2008. gada decembrī. Tas bija F3DM PHEV-62 modelis. Pasaulē populārākā elektromobiļa plug-in hibrīda versijas pirmizrāde, Chevrolet Voltnotika 2010. gadā. T.oyota pirmizrāde notika 2012. gadā.

Lai gan ne visi modeļi darbojas vienādi, lielākā daļa var darboties divos vai vairākos režīmos: "visi elektriskie", kur dzinējs un akumulators nodrošina visu automašīnas enerģiju, un "hibrīds", kas izmanto gan elektrību, gan benzīnu. PHEV parasti darbojas pilnībā elektriskajā režīmā un darbojas ar elektrību, līdz izlādējas akumulators. Daži modeļi pārslēdzas uz hibrīda režīmu pēc mērķa ātruma sasniegšanas uz šosejas, parasti ap 100 km/h.

Neskaitot iepriekš aprakstīto Skoda Superb iV, slavenākie un populārākie hibrīdmodeļi ir Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e un X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Hibrīdi no jūras dzīlēm līdz debesīm

Ir vērts to atcerēties hibrīda piedziņa izmanto ne tikai vieglo automobiļu un automobiļu segmentā kopumā. piemēram hibrīda piedziņas sistēmas izmantot dīzeļdzinēji vai turboelektrisks darbināt dzelzceļa lokomotīves, autobusus, kravas automašīnas, mobilās hidrauliskās mašīnas un kuģus.

Lielās konstrukcijās tas parasti izskatās šādi dīzelis/turbīnas dzinējs vada elektrisko ģeneratoru vai hidrauliskais sūkniskas darbina elektrisko/hidraulisko motoru. Lielākos transportlīdzekļos tiek samazināti relatīvie jaudas zudumi, un priekšrocības, ko sniedz jaudas sadale pa kabeļiem vai caurulēm, nevis mehāniskām sastāvdaļām, kļūst skaidrākas, īpaši, ja jauda tiek pārnesta uz vairākām piedziņas sistēmām, piemēram, riteņiem vai dzenskrūvēm. Vēl nesen smagajiem transportlīdzekļiem bija neliels sekundārās enerģijas krājums, piemēram, hidrauliskie akumulatori / akumulatori.

Daži no vecākajiem hibrīdu dizainiem bija ar kodolenerģiju nesaistītas zemūdenes piedziņasdarbojas ar neapstrādātiem dīzeļiem un zemūdens akumulatoriem. Piemēram, Otrā pasaules kara zemūdenes izmantoja gan seriālās, gan paralēlās sistēmas.

Mazāk zināmi, bet ne mazāk interesanti dizaini ir degvielas-hidrauliskie hibrīdi. 1978. gadā Minesotas Hennepin profesionālā un tehniskā centra studenti Mineapolē pārveidoja Volkswagen Beetle par benzīna-hidrauliskais hibrīds ar gatavām daļām. Deviņdesmitajos gados amerikāņu inženieri no EPA laboratorijas izstrādāja "petrohidraulisko" transmisiju tipiskam amerikāņu sedanam.

Testa automašīna sasniedza ātrumu aptuveni 130 km/h jauktos pilsētas un šosejas braukšanas ciklos. Paātrinājums no 0 līdz 100 km/h bija 8 sekundes, izmantojot 1,9 litru dīzeļdzinēju. EPA aprēķināja, ka masveidā ražotās hidrauliskās sastāvdaļas automašīnas cenai pievienoja tikai 700 USD. EPA testos tika pārbaudīta Ford Expedition benzīna-hidrauliskā hibrīda konstrukcija, kas pilsētas satiksmē patērēja 7,4 litrus degvielas uz 100 kilometriem. ASV kurjeru kompānija UPS pašlaik izmanto divas kravas automašīnas, izmantojot šo tehnoloģiju (8).

8. Hidrauliskais hibrīds UPS apkalpošanā

ASV militārpersonas ir izmēģinājušas Humvee hibrīda apvidus auto kopš 1985. gada. Novērtējumos tika atzīmēta ne tikai lielāka dinamika un lielāka degvielas ekonomija, bet arī, piemēram, mazāks termiskais signāls un klusāka šo mašīnu darbība, kam, kā jūs varētu nojaust, var būt liela nozīme militāros lietojumos.

Agrīna forma hibrīda piedziņas sistēma jūras transportam bija kuģi ar burām mastos un Tvaika dzinēji zem klāja. Vēl viens piemērs jau ir minēts dīzeļelektriskā zemūdene. Jaunākās, lai gan atkal vecmodīgās, hibrīdās piedziņas sistēmas kuģiem cita starpā ietver lielus pūķus no tādiem uzņēmumiem kā SkySails. Vilkšanas pūķi tie var lidot augstumā vairākas reizes augstāk par augstākajiem kuģu mastiem, pārtverot stiprākus un vienmērīgākus vējus.

Hibrīda koncepcijas beidzot ir atradušas ceļu aviācijā. Piemēram, lidmašīnas prototips (9) bija aprīkots ar hibrīda maināmo membrānu sistēmu (PEM) līdz motora barošanas avotskas ir savienots ar parasto dzenskrūvi. Degvielas šūna nodrošina visu jaudu kruīza fāzei. Pacelšanās un kāpšanas laikā, kas ir visprasīgākais lidojuma segments, sistēma izmanto vieglus litija jonu akumulatorus. Demonstrācijas lidmašīna ir arī Dimona motorplanieris, ko būvējis Austrijas uzņēmums Diamond Aircraft Industries, kas veica lidmašīnas konstrukcijas modifikācijas. Ar 16,3 metru spārnu platumu lidmašīna spēs lidot ar ātrumu aptuveni 100 km/h, izmantojot no degvielas šūnas saņemto enerģiju.

9 Boeing degvielas elementu demonstrācijas lidmašīna

Ne viss ir rozā

Nav noliedzams, ka hibrīdautomobiļu konstrukcijas sarežģītības dēļ nekā parasto transportlīdzekļu gadījumā transportlīdzekļu emisiju samazinājums vairāk nekā kompensē šīs emisijas. Hibrīdautomobiļi var samazināt smogu izraisošo piesārņotāju emisijas līdz pat 90 procentiem. un samazināt oglekļa emisijas uz pusi.

Neskatoties uz to, ka Hibrīdauto patērē mazāk degvielas nekā parastie auto, joprojām pastāv bažas par hibrīdauto akumulatora ietekmi uz vidi. Lielākā daļa hibrīdautomobiļu akumulatoru mūsdienās iedalās vienā no diviem veidiem: niķeļa-metāla hidrīda vai litija jonu akumulatoriem. Tomēr abi joprojām tiek uzskatīti par videi draudzīgākiem nekā svina akumulatori, kas pašlaik veido lielāko daļu startera akumulatoru benzīna transportlīdzekļos.

Šeit jāatzīmē, ka dati nav viennozīmīgi. Vispārējie toksicitātes un vides iedarbības līmeņi niķeļa hidrīda akumulatori uzskata par daudz zemāku nekā šajā gadījumā svina skābes akumulatori vai izmantojot kadmiju. Citi avoti saka, ka niķeļa-metāla hidrīda akumulatori ir daudz toksiskāki nekā svina-skābes akumulatori un ka pārstrāde un droša iznīcināšana ir daudz apgrūtinošāka. Ir pierādīts, ka dažādiem šķīstošiem un nešķīstošiem niķeļa savienojumiem, piemēram, niķeļa hlorīdam un niķeļa oksīdam, ir labi zināma kancerogēna iedarbība, kas apstiprināta eksperimentos ar dzīvniekiem.

lithowo-jonowe akumulatori Tagad tie tiek uzskatīti par pievilcīgu alternatīvu, jo tiem ir lielākais enerģijas blīvums salīdzinājumā ar jebkuru akumulatoru, un tie spēj ražot vairāk nekā trīs reizes lielāku spriegumu nekā NiMH akumulatoru elementi, vienlaikus saglabājot lielus apjomus. Elektriskā enerģija. Šie akumulatori arī ražo vairāk jaudas un ir efektīvāki, vairāk izvairoties no enerģijas izšķērdēšanas un nodrošina izcilu izturību, jo akumulatora darbības laiks tuvojas automašīnas darbības laikam. Turklāt litija jonu akumulatoru izmantošana samazina automašīnas kopējo svaru, kā arī ļauj iegūt 30 procentus. uzlabota degvielas ekonomija nekā ar benzīnu darbināmiem transportlīdzekļiem, ar sekojošu CO emisiju samazināšanos₂.

Diemžēl aplūkojamās tehnoloģijas ir lemtas atkarīgas no grūti atrodamiem un dārgākiem materiāliem. Uz leju motora dizains un citām hibrīdautomobiļu daļām, cita starpā, ir nepieciešami retzemju metāli. piemēram disprozijs, retzemju elements, kas nepieciešams dažādu veidu modernu elektromotoru un akumulatoru sistēmu ražošanai hibrīda piedziņas sistēmās. Or neodīms, vēl viens retzemju metāls, kas ir galvenā sastāvdaļa augstas stiprības magnētiem, ko izmanto pastāvīgo magnētu elektromotoros.

Gandrīz visi retzemju metāli pasaulē nāk galvenokārt no Ķīnas. Vairāki avoti, kas nav ķīnieši, piemēram, Hoidas ezers Kanādas ziemeļos vai Veldas kalns Austrālijā tas pašlaik tiek izstrādāts. Ja mēs neatradīsim alternatīvus risinājumus, vai nu jaunu atradņu veidā, vai materiālu veidā, kas aizstās retos metālus, tad noteikti būs materiālu cenu kāpums. Un tas varētu izjaukt plānus samazināt emisijas, pakāpeniski izslēdzot benzīnu no tirgus.

Bez cenu kāpuma ir arī ētiskas dabas problēmas. 2017. gadā ANO ziņojumā tika atklāti pārkāpumi bērni kobalta raktuvēs, kas ir ārkārtīgi svarīgs izejmateriāls mūsu zaļajām tehnoloģijām, tostarp jaunākās paaudzes elektromotoriem Kongo Demokrātiskajā Republikā (DCR). Pasaule uzzināja par bērniem, kuri bija spiesti strādāt netīrās, bīstamās un bieži vien toksiskās kobalta raktuvēs jau četru gadu vecumā. Apvienoto Nāciju Organizācija lēš, ka ik gadu šajās raktuvēs mirst aptuveni astoņdesmit bērni. Katru dienu bija spiesti strādāt līdz 40 nepilngadīgajiem. Dažreiz tā ir mūsu tīro hibrīdu netīrā cena.

Izplūdes cauruļu inovācijas ir iepriecinošas

Tomēr ir labas ziņas hibrīdās metodes un vispārēja vēlme pēc tīrākām automašīnām. Pētnieki nesen ir izstrādājuši daudzsološu un pārsteidzošu vienkārša dīzeļdzinēju modifikācijako var kombinēt ar elektrisko piedziņu hibrīdsistēmās. Dīzeļa piedziņas tādējādi tie var kļūt mazāki, lētāki un vieglāk kopjami. Un pats galvenais, tie būs tīrāki.

Čārlzs Mullers un trīs viņa kolēģi Sandijas Nacionālās laboratorijas pētniecības centrā strādāja pie modifikācijas, kas pazīstama kā Channel Fuel Injection (DFI-). Tas ir balstīts uz vienkāršu Bunsena degļa principu. Zinātnieki saka, ka DFI var samazināt izplūdes gāzu emisijas un DPF tendenci aizsprostot sodrējus. Pēc Mullera teiktā, viņa izgudrojums varētu pat pagarināt eļļas maiņas intervālus, samazinot sodrēju daudzumu karterī.

Tātad, kā tas darbojas? Sprauslas parastajā dīzeļdegvielā tie rada bagātīgus maisījumus sadegšanas kameras zonās. Taču, pēc zinātnieku domām, šajās vietās ir no divām līdz desmit reizēm vairāk degvielas, nekā nepieciešams tās pilnīgai sadegšanai. Ar šādu degvielas pārpalikumu augstā temperatūrā vajadzētu būt tendencei veidoties lielam kvēpu daudzumam. DFI kanālu uzstādīšana ļauj efektīvi sadedzināt dīzeļdegvielu ar nelielu vai neveidojot kvēpu. “Mūsu maisījumos ir mazāk degvielas,” publikācijā par jauno tehnoloģiju skaidro Millers.

Kanāli, par kuriem runā Mullera kungs, ir caurules, kas uzstādītas nelielā attālumā no vietas, kur tās iziet no sprauslu atverēm. Tie ir uzstādīti cilindra galvas apakšpusē blakus inžektoram. Müller uzskata, ka tie galu galā tiks izgatavoti no augstas temperatūras izturīga sakausējuma, lai izturētu sadegšanas siltumenerģiju. Tomēr, pēc viņa teiktā, papildu izmaksas, kas saistītas ar viņa komandas izstrādātā izgudrojuma ieviešanu, būs nelielas.

Ja sadegšanas sistēma rada mazāk kvēpu, to var izmantot efektīvāk. izplūdes gāzu recirkulācijas sistēma (EGR), lai samazinātu slāpekļa oksīdus, NOx. Pēc risinājuma izstrādātāju domām, tas varētu samazināt no dzinēja izplūstošo kvēpu un NOx daudzumu līdz vienai desmitajai daļai no pašreizējā līmeņa. Viņi arī atzīmē, ka viņu koncepcija palīdzēs samazināt CO emisijas.₂ un citas vielas, kas izraisa globālo sasilšanu.

Iepriekš minētais ir ne tikai signāls, ka, iespējams, mēs tik ātri neatvadīsimies no dīzeļdzinējiem, no kuriem daudzi jau ir atteikušies. Inovācijas iekšdedzes piedziņas tehnoloģijā ir hibrīdu pieaugošās popularitātes pamatā esošās domāšanas turpinājums. Tā ir mazu soļu stratēģija, pakāpeniski samazinot transportlīdzekļu radīto slogu uz vidi. Patīkami apzināties, ka jauninājumi šajā virzienā parādās ne tikai hibrīda elektriskajā daļā, bet arī degvielā.