Гидравлический гибридный автомобиль - Hydraulic hybrid vehicle

Гидравлические гибридные автомобили, или HHV используйте гидравлический источник энергии под давлением вместе с обычным двигатель внутреннего сгорания (ICE), чтобы добиться большего экономия топлива и сокращение вредные выбросы. Они улавливают и повторно используют 70–80% энергии торможения / замедления транспортного средства.[1] по сравнению с 55% для электрических гибридов.[2] Для грузовиков и автобусов это также может быть дешевле, чем электрические системы, из-за цены батареи требуется для последнего. Гидравлические гибридные автомобильные системы также могут весить меньше, чем электрические системы, из-за большого веса аккумуляторных батарей. Это может снизить влияние на грузоподъемность, особенно для тяжелых классы автомобилей.

Принцип действия

Гидравлическая система гибридного автомобиля состоит из четырех основных компонентов: рабочей жидкости, резервуар, насос / двигатель (в параллельной гибридной системе) или колесные двигатели и насосы (в последовательной гибридной системе), и аккумулятор. В некоторых системах также установлен гидравлический трансформатор для преобразования выходного потока при любом давлении с очень низкими потерями мощности.[3] В электрическая гибридная система, энергия хранится в аккумулятор и доставляется в электрический двигатель для питания автомобиля. В течение торможение то кинетическая энергия автомобиля используется для зарядки аккумулятор сквозь рекуперативное торможение. В гидравлической гибридной системе насос / двигатель извлекает кинетическая энергия в течение торможение откачивать рабочую жидкость из резервуар к аккумулятор. Таким образом, рабочая жидкость находится под давлением, что приводит к хранилище энергии. Когда транспортное средство ускоряется, эта находящаяся под давлением рабочая жидкость передает энергию насосу / двигателю для привода транспортного средства.[4] Для параллельной гибридной системы повышение эффективности использования топлива и сокращение выбросов являются результатом уменьшения механическая нагрузка на двигателе внутреннего сгорания из-за крутящий момент обеспечивается гибридной системой.

Повышение эффективности

В Агентство по охране окружающей среды США утверждает, что в лабораторных испытаниях экономия топлива городского грузовика для доставки в городе увеличилась на 60–70% по сравнению с аналогичным грузовиком внутреннего сгорания с традиционным приводом.[1] Сотрудничество2 выбросы от того же демонстрационного грузовика были на 40% ниже, а углеводород и твердые частицы производство также было намного ниже (50% и 60% соответственно).[1]

По расчетам Агентства по охране окружающей среды для этого испытательного автомобиля, гибридная технология увеличила стоимость примерно на 7000 долларов США по сравнению с сопоставимым обычным грузовиком, в то время как экономия топлива за весь срок службы за 20 лет оценивалась выше 50 000 долларов.[1]

Типы гидравлических гибридных автомобилей

Словно электрическая гибридная система, существует несколько возможных архитектур трансмиссии.

В гибридных транспортных средствах с параллельной гидравликой насос / двигатель обычно устанавливается между двигателем и коробкой передач или между коробкой передач и дифференциалом. коробка передач. Роль насоса / двигателя состоит в том, чтобы оказывать помощь двигателю во время разгона и возвращать энергию при торможении, которая в противном случае была бы потеряна в виде тепла в обычных тормозах. Как и в случае с электрическими гибридами, насос / двигатель может или не может управлять транспортным средством в одиночку с выключенным двигателем.

В серийном гидравлическом гибридном автомобиле насос / двигатель напрямую подключается к карданному валу,[5] или колесные двигатели передают крутящий момент непосредственно на колесо. Двигатель внутреннего сгорания подсоединен только к насосу и настроен на работу в наиболее эффективном диапазоне мощности для поддержания оптимального гидравлического давления в гидроаккумуляторе.[3] Тяговый двигатель должен обеспечивать весь крутящий момент, необходимый для приведения в движение транспортного средства, а это означает, что максимальная характеристика ускорения доступна при работающем или остановленном двигателе. Его главный недостаток заключается в стационарном крейсерском режиме, когда двойное преобразование энергии приводит к дополнительным потерям.

Преимущества и недостатки

В некоторых случаях гидравлические гибридные системы могут быть более рентабельными, чем электрические гибридные системы потому что нет сложных или дорогих материалов (например, необходимых для батареи ) используются. Однако в большинстве конструкций напорные баки гидроаккумуляторов изготавливаются из углеродное волокно которые делают резервуары высокого давления несколько дорогими, но, согласно прогнозам, цена на углеродное волокно упадет, так как экономия на масштабе и энергоэффективность производства снизятся на 60%. Национальная лаборатория Окриджа может снизить стоимость изготовления резервуаров.[6]

Гидравлические гибриды восстанавливают или собирают кинетическую энергию транспортного средства во время торможения и замедления значительно более эффективно, чем электрические системы; Гидравлические гибриды могут восстанавливать до 70–80% кинетической энергии транспортного средства по сравнению с 55% для электрических гибридов.[7][2][8]

Снижение стоимости, сложности и веса за счет дополнительных коробка отбора мощности такие устройства, как водяные насосы, гидравлические подъемники и лебедки.

Технические проблемы с гидравлическими гибридными автомобилями включают шум, размер и сложность. Технические достижения, такие как гидравлические двигатели очень большого диаметра и плоского формата (LDFF), которые создают очень высокий крутящий момент в ограниченном пространстве трансмиссии, позволяют оснащать тяжелые транспортные средства, такие как мусоровозы и городские автобусы, гидравлическими гибридными системами. Сложное программное обеспечение управления приводит к созданию гидравлических гибридных транспортных средств, которые являются безопасными, управляемыми, надежными и эффективными.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d Гидравлические гибридные автомобили, Агентство по охране окружающей среды США
  2. ^ а б «Что узнал - эффективность рекуперативного торможения». www.proev.com. Получено 2018-11-24.
  3. ^ а б Брошюра HyDrid В архиве 2009-10-24 на Wayback Machine, Innas BV
  4. ^ Как работают гидравлические гибриды, Джейми Пейдж Дитон, HowStuffWorks
  5. ^ Гибридная гидравлическая серия, Eaton Corporation
  6. ^ «ORNL ищет производителей в США лицензировать недорогой процесс производства углеродного волокна | ORNL». www.ornl.gov. Получено 2018-11-24.
  7. ^ EPA, США. «Гидравлические гибридные исследования | Чистые автомобильные технологии | Транспорт и качество воздуха | Агентство по охране окружающей среды США». archive.epa.gov. Получено 2018-11-24.
  8. ^ «Гидравлические гибридные автомобили». Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2018-11-24.

внешние ссылки