Katsaus ajoneuvojen oheisjärjestelmien ... - TransEco

52.1 Moottorin käyttämien laitteiden sähköistäminenMonet tavanomaisesti hammas­ tai hihnavälityksellä moottorista käyttövoimansasaavat laitteet voidaan muuttaa sähkökäyttöisiksi erityisesti niissä sovellutuksissa,joissa sähköenergiaa on runsaasti käytettävissä. Tällaisia ovat hybridi­ tai sähkötoimisetajoneuvot ja työkoneet.Esimerkkeinä tällaisista järjestelmistä voidaan mainita moottorin jäädytysnesteenkierrätys, ilmakompressori, ohjaustehostus tai hydraulisen tehostuksen pumppu,jäähdytyspuhaltimet ja ajoneuvon ilmastointi.Erityissovellutuksissa päällirakenteissa esiintyy myös monia erilaisia sähkökäyttöönsoveltuvia järjestelmiä.Sähkökäyttöön siirtyminen vaikuttaa kahdella tavalla. Ensinnäkin on huomattava,että tällaisissa tapauksissa moottorista syntyvän mekaanisen energian muuntaminensähköiseksi ja jälleen mekaaniseen tai hydrauliseen muotoon aiheuttaa muunnoshäviöitä.Tunnetustihan hammasvälityksen hyötysuhde on varsin korkea. Toisaalta sähköinenjärjestelmä tarjoaa merkittävästi paremmat säätömahdollisuudet, erityisestimahdollisuuden laitteen lepuuttamiseen energiaa kuluttamatta silloin, kun käyttötarvettaei ole. Sovelluksesta riippuen näin saatava säästö voi olla hyvinkin huomattava.Sähköinen voimansiirto mahdollistaa myös laitteiden, kuten jäähdytys­ tai tuuletuspuhaltimiennopeuden säätämisen moottorin pyörintänopeudesta riippumattomallatavalla. Näin jäähdytystehoa voidaan säätää syntyvän jäähdytystarpeen perusteella.Apulaitteiden käytön sähköistämisestä saatavat hyödyt korostuvat hybridiajoneuvojenyhteydessä. Niissä ajoneuvon liikuttamiseen tuotetaan runsaasti sähköä, jolloinsen tuottamisen hyötysuhde paranee. Hybridiajoneuvoissa käytetään myös yleisestikorkeampia jännitetasoja, kuin sähköistettäessä yksittäisiä apulaitteita. Myös tämäparantaa hyötysuhdetta ja samalla sähkön käyttöön liittyvät turvallisuustekijät ovatkeskeisemmässä asemassa ja tulevat varmemmin huomioiduksi.Sähköistyksen merkitys on suurempi, kun ajoneuvoa käytetään vaihtelevissa olosuhteissajoihin sisältyy myös merkittäviä joutokäyntijaksoja. Pitkän matkan maantieliikenteessä,moottorin toimiessa melko tasaisesti ja suhteellisen korkealla kuormitusasteella,sähköistyksellä saavutettava säästö jää suhteessa vähäisemmäksi.On arvioitu, että hybridiajoneuvoissa moottorin apulaitteiden sähkökäytöllä voitaisiinsaavuttaa noin 3… 5 % suuruinen säästö energian kulutuksessa [TIAX].Hybridiajoneuvossa yhdistyy vähintään kahden energiamuuntimen toiminta. Tällaisiaovat esimerkiksi polttomoottori, sähkömoottori ja hydraulinen käyttö. Hybridisoinnintavoitteena on tuottaa vähintäänkin perinteisen polttomoottoriratkaisun tasoinen teho,toimintasäde sekä turvallisuus ja samanaikaisesti vähentää energiankulutusta ja pienentääsyntyviä ympäristölle haitallisia päästöjä. Hybriditekniikka tarjoaa mm. seuraaviaetuja:Jarrutusenergian talteenotto:Regeneroiva jarrujärjestelmä toimii ajoneuvon liike­ tai potentiaalienergiaa vähennettäessäniin, että osa energiasta voidaan varastoida käytettäväksi myöhemmin. Tavanomaisessajarrujärjestelmässä energia muutetaan lämmöksi ja hävitetään ympäristöön.Talteen otettavan energian määrä riippuu luonnollisesti toteutustavasta ja ennenmuuta ajoneuvon käyttösyklistä. Esimerkiksi yleisesti käytetyssä amerikkalaisessa