211service.com
Silniki kół do napędzania holenderskich autobusów
Firma z siedzibą w Holandii o nazwie e-Trakcja opracował nowy rodzaj autobusu hybrydowego, który wykorzystuje silniki elektryczne w kołach w celu poprawy wydajności oraz system GPS w celu zmniejszenia zanieczyszczenia w zatłoczonych obszarach miasta. Autobus jest hybrydą szeregową: generator wysokoprężny ładuje akumulator, który z kolei dostarcza energię elektryczną do dwóch silników, po jednym w każdym tylnym kole. W dużej mierze dzięki silnikom umieszczonym w kołach autobus może przejechać dwa razy dalej niż konwencjonalny autobus na litrze oleju napędowego, mówi Arend Heinen, który jest zarówno inżynierem, jak i rzecznikiem firmy. Przekłada się to na zmniejszenie zużycia paliwa o 50 procent. Firma otrzymała kontrakty na modernizację siedmiu autobusów komercyjnych za pomocą tej technologii, przy czym pierwszy zostanie ukończony w przyszłym miesiącu.
Hybrydowy dojeżdżający do pracy: Powyżej (na górze) pokazano jeden z autobusów, w który firma e-Traction zmodernizowała swój prototypowy system hybrydowy. Obecnie firma modernizuje autobusy do użytku komercyjnego. Za kołpakiem (na dole) znajduje się silnik, który umożliwia powstanie nowej hybrydy.
Silniki w kołach istnieją już od jakiegoś czasu: były używane w kilku samochodach koncepcyjnych i eksperymentalnych pojazdach niskoprodukcyjnych. Ale z wyjątkiem rowerów elektrycznych pomysł nigdy nie znalazł się w pojeździe masowym, mówi John Boesel, prezes i dyrektor generalny Calstart , organizacja non-profit z siedzibą w Pasedenie w Kalifornii. Zastosowanie systemu e-Traction w autobusach komercyjnych byłoby krokiem w kierunku szerszego wykorzystania.
Podobnie jak w przypadku innych autobusów hybrydowych, których tysiące są już używane w Stanach Zjednoczonych, konstrukcja e-Traction oszczędza paliwo, wychwytując energię z hamowania, wykorzystując ją do generowania energii elektrycznej, która może być później wykorzystana do przyspieszania. Silniki w kołach zapewniają dodatkowe oszczędności, eliminując potrzebę przekładni, mechanizmu różnicowego i powiązanych części mechanicznych. Zmniejsza to zarówno całkowitą masę autobusu, jak i straty energii spowodowane tarciem. Autobusy hybrydowe zazwyczaj zapewniają zmniejszenie zużycia paliwa o około 25 do 30 procent w porównaniu z autobusami konwencjonalnymi, ale konstrukcja e-Traction zapewnia zmniejszenie o 50 procent. W pewnych warunkach – przy niskich prędkościach w częstym ruchu stop-and-go – niektóre inne autobusy hybrydowe odnotowały podobną poprawę zużycia paliwa. Silniki w kołach mogą również poprawić przyczepność, umożliwiając precyzyjną kontrolę nad każdym kołem, a także zapewniają większą elastyczność w projektowaniu pojazdu, ponieważ nie ma potrzeby mechanicznego łączenia kół z silnikiem.
Autobus zawiera również system oparty na GPS, który zmienia sposób, w jaki autobus działa w zatłoczonych obszarach. Podczas normalnej pracy generator włącza się i wyłącza, utrzymując akumulator w optymalnym stanie naładowania. Ale kiedy system GPS wykryje, że autobus wjechał w obszar miasta, w którym zwykle panuje duży ruch, generator wyłącza się, aby zredukować emisje. Akumulator przechowuje wystarczającą ilość energii, aby napędzać autobus przez godzinę bez pracy generatora, aby go naładować.
Kluczową innowacją E-Traction, mówi Heinen, jest konstrukcja silnika koła. Zazwyczaj silniki elektryczne są zaprojektowane tak, aby obracały się znacznie szybciej niż prędkość kół w celu wygenerowania pożądanej mocy. Ale takie silniki wymagają przekładni, aby zmniejszyć obroty na minutę, co zwiększa złożoność i zmniejsza wydajność. Firma wyeliminowała potrzebę stosowania tych kół zębatych, projektując silnik o dużej średnicy, który może dostarczyć wymagany moment obrotowy przy niskich obrotach.
W przeszłości silniki montowane w kołach cieszyły się ograniczonym powodzeniem. Częściowo jest tak dlatego, że trudno było koordynować silniki, które nie są ze sobą połączone mechanicznie, a problem, który firma twierdzi, że rozwiązano dzięki opracowaniu zastrzeżonego elektronicznego systemu sterowania. Ale mogą pozostać problemy. Umieszczenie silników w kołach nakłada większe wymagania na zawieszenie (musi być mocniejsze, aby utrzymać znacznie cięższe koła) i może sprawić, że silnik i elektronika będą bardziej podatne na uszkodzenia, co może obniżyć niezawodność. Pomiędzy kołem a wybojami jest niewiele, mówi Bill Van Amburg, starszy wiceprezes Calstart. Dan Pederson, badacz z Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej , mówi, że duży silnik w kołach jest prawdopodobnie bardzo drogi, co może sprawić, że system będzie trudny do usprawiedliwienia bez rządowych dotacji.
Heinen mówi, że cztery lata testowania prototypowego systemu przekonały firmę, że problemy z niezawodnością zostały rozwiązane, a koszty silnika mogą spaść przy produkcji na większą skalę. Oprócz autobusów hybrydowych, e-Traction pracuje nad hybrydowymi śmieciarkami i modernizuje Mercedesa G SUV, aby wejść na rynek samochodów osobowych.