Alternatív járműhajtások - Autótechnika

Alternatív járműhajtások
Nagyon várom már, hogy kézbe vehessem a könyvet. A tartalomjegyzéken
kívül, ami igen ígéretes tartalmat sejtet, nem
sokat tudok róla. Az alábbiakban, a kedves olvasóval együtt,
én is csak most kapok egy kis ízelítőt a könyvből, amely
dr. Emőd István–Tölgyesi Zoltán–Zöldy Máté munkája. Az alternatív
hajtások mai útvesztőjében nehéz tisztán látni: ezer
és egy információ kering szétszórtan, tárgyalásuk az írótól,
gyártótól függően meglehetősen részrehajló. Remélem,
hogy ez a könyv alapvetést ad, fogalmakat tisztáz, rendszereket
ismertet, szóval segít tájékozódni. Ma még útválasztó
szakaszban vagyunk, alternatív ügyben nem dőlt el semmi.
A pro és kontra érvek és a „költségoldal” küzdenek egymással.
Erre mondják azt, majd meglátjuk, de, hogy mit
kell meglátni, abban fog segíteni nekünk ez az európai
könyvkiadási szinten is igazi könyvújdonság. (NszI)
Az autó őskorában az alternatív járműhajtások és hajtóanyagok
jól megfértek egymás mellett.
1860-ban az első működő kétütemű (Lenoir) és 1876-ban az
első működő négyütemű motor (Otto) gázüzemű volt.
1894-ben az első franciaországi autóversenyt a (PARIS-RUEN,
126 km) de Dion Bouton gőzautó nyerte, 17 km/h átlagsebességgel.
Törpefeszültségű hibrid: 14 (…42) V feszültség
Szerkezeti jellemzők
Üzemmódok
CO 2 és fogyasztáscsökkenés
Károsanyag-kibocsátáscsökkentés
autótechnika 2006/9
– ékszíjhajtású villamos gép az indítómotor és a generátor
helyett
– a jármű és a motor gyakorlatilag változatlan
– az ékszíjhajtás korlátozza a villamos gép teljesítményét
– Start-Stop üzemmód, gyorsindítással
– kismértékű fékenergia-visszatáplálás
– esetleg klimatizálás álló motornál
5…10%
– rövidebb indítási folyamat
– álló járműnél a katalizátor kevésbé hűl ki, mert nincs
a katalizátorban gázáramlás
Menettulajdonságok – változatlanok, álló helyzetben zajtalan a jármű
Másodlagos előnyök
Példák
– nagyobb generátorteljesítmény a fedélzeti fogyasztók
részére
– érintésvédelem szempontjából kedvező
– Citroën C3 Stop & Start
– GM-Saturn BAS
– Toyota Crown THS-M
1. táblázat: a mikrohibrid hajtás
könyvajánló
1899-ben az első 100 km/h-nál gyorsabb autó: villamos hajtású
volt.
Ezt az egyensúlyt borították fel azok a nagy századfordulós
találmányok (villamos szikragyújtás, karburátor, villamos indítómotor
stb.), amelyek a benzinmotort – melyhez később a dízelmotor
társult – szinte egyeduralkodóvá tették. Az alternatív
hajtások azonban ébredeznek Csipkerózsika-álmukból.
Az ébredezés a nyersolajkészletek véges mennyiségére és a belső
égésű motorok globális (üvegházhatás), regionális (savas esők)
és lokális (szén-monoxid, elégetlen szénhidrogének, nitrogén-oxidok)
környezetszennyezésére vezethető vissza.
Az új járműhajtásokkal (alternatív motorhajtó anyagok, hibrid
ajtás és tüzelőanyag-cella) foglalkozik a Maróti Könyvkereskedés
és Könyvkiadó Kft. gondozásában, a 2006. szeptemberi
1. ábra: a villamos teljesítmény és az elérhető előnyök
47

könyvajánló
Kisfeszültségű hibrid: ≤42 V feszültség
Szerkezeti jellemzők
Üzemmódok
CO 2 és fogyasztáscsökkenés
Károsanyag-kibocsátáscsökkentés
Menettulajdonságok
Másodlagos előnyök
Példák
a mikrohibrid jellemzőin kívül
– a főtengellyel közvetlen kapcsolatban álló villamos
gép (integrált indítómotor és generátor)
– a mikrohibrid üzemmódjain kívül
– nagyobb indítónyomaték, erősebb visszatápláló
fékhatás
– a villamos gép csavaró-lengéscsillapítóként is
működhet
– kismértékű gyorsítássegély (az akkumulátor kapacitásától
függően)
mint a mikrohibridnél
a jármű jobban gyorsul,
csendesebb motor
2. táblázat: a mildhibrid hajtás
Középfeszültségű hibrid: ≤144 V
feszültség
Szerkezeti jellemzők
Üzemmódok
CO 2 és fogyasztáscsökkenés
Károsanyag-kibocsátás-csökkentés
Menettulajdonságok
Másodlagos előnyök
Példák
10…15%
a mikrohibrid előnyein kívül
– ékszíj nélküli motor lehetséges
– a hibridérzés kifejezettebb
– GM Silverado/Sierra Hybrid
– Dodge Ram HEV
szerkezetileg a mildhibriddel azonos
– nagyobb teljesítményű villamos motor
– nagyobb kapacitású akkumulátor
a mildhibrid üzemmódjain kívül
– optimális fékenergia-visszatáplálás, a nagyobb akkumulátor
és az esetleg csökkentett motorfékhatás miatt
– erős, rövid idejű gyorsítássegély (> 30 s)
– erős tartósteljesítmény-kiegészítés (min. 10 perc)
3. táblázat: a médiumhibrid hajtás
15…20%
a belső égésű motorok gyorsításai és teljesítménydúsításai
elmaradnak
a mildhibriden túlmenően
– nagyon jó dinamikai tulajdonságok, a gyorsan reagáló és
túlterhelhető villanymotornak köszönhetően
a mildhibrid előnyein kívül
– nagyobb generátorteljesítmény a fedélzeti fogyasztók részére
– Honda IMA (Insight, Civic, Accord)
– VW Touran, BMW X5 prototípusok
2. ábra: a belső égésű motor, a villanymotor és az akkumulátor
teljesítőképességének aránya a különböző hibridrendszerekben
budapesti Autotechnika–Autó-DIGA kiállításra megjelenő Alternatív
járműhajtások c. könyv. A kiadó és a szerzők (dr. Emőd
István, Tölgyesi Zoltán és Zöldy Máté) azt tartották szem előtt,
hogy mind az autós újdonságokat érdeklődéssel figyelő olvasók,
mind a szakemberek és a közép- és felsőfokú intézmények
hallgatói és oktatói érdekes és hasznos olvasnivalót vehessenek
a kezükbe.
Itt és most kedvcsinálóként az Alternatív járműhajtások c. könyv
egyik rövid fejezetét tanulmányozhatják az Autótechnika olvasói,
dr. Emőd István tollából.
Az alapvető szerkezeti kialakítás (soros, párhuzamos, ill. ezek
kombinációi) szerinti csoportosításon kívül megkülönböztetjük
egymástól a hibrid hajtásokat a villamos hajtás teljesítőképességének
mértékétől függően is (1. ábra).
A 2. ábrán is látható, hogy a legkisebb villamos teljesítményű
(kis villanymotor, kis kapacitású akkumulátor) párhuzamos hibrid
hajtásokat mikrohibridnek (indítómotor/generátor hibridnek)
nevezik. Ezek villanymotorjának jellegzetes teljesítménye a jármű
tömegéhez viszonyítva 3…5 kW/t. A villamos gép – amely
az indítómotor és a generátor szerepét egyaránt betölti – még
hagyományos módon közvetve, tehát ékszíjjal kapcsolódik a
belső égésű motorhoz.
Valamivel nagyobb villamos teljesítőképességű – kb. 15 kW/t
fajlagos villanymotor-teljesítményig – a mildhibrid (más néven
power assist hibrid, low storage hibrid). Ezeknél és a további
a megoldásoknál a villanymotor már ékszíj nélkül, közvetlenül
csatlakozik az erőátviteli lánchoz.
Még nagyobb villamos teljesítményűek a medium hibridek.
20 kW/t fajlagos villanymotor-teljesítmény felett vannak a
fullhibrid-rendszerek, amelyek már hosszabb-rövidebb utakat
is képesek belső égésű motor nélkül, tisztán villamos hajtással
megtenni.
A különböző hibridfokozatok haszon-ráfordítás arányait szemlélteti
a 3. ábrán közölt diagram.
A nagy kapacitású akkumulátorral és kis áramtermelő kapacitással
(kis belső égésű motor és kis generátor) készített soros
hibrideket auxiliary power unit-nak (APU-nak) vagy range
extendernek nevezik.
A kis akkumulátoros soros hibrideket, amelyekkel csak rövid
utak tehetők meg tisztán villamos hajtással – tehát károsanyag-
48 autótechnika 2006/9

3. ábra: a hibridfokozatok haszon/ráfordítás diagramja
kibocsátás nélkül –, ugyancsak low storage hibridnek nevezik.
Ha egyáltalán nincs akkumulátor a rendszerben, akkor már tulajdonképpen
nem hibrid hajtásról, hanem fokozatmentes villa-
Nagyfeszültségű hibrid: >200 V feszültség
Szerkezeti jellemzők
Üzemmódok
CO 2 és fogyasztáscsökkenés
Károsanyag-kibocsátáscsökkentés
Menettulajdonságok
Másodlagos előnyök
Példák
4. táblázat: a fullhibrid hajtás
autótechnika 2006/9
– szerkezetileg a mildhibriddel azonos
– nagyobb teljesítményű villamos motor
– nagyobb kapacitású akkumulátor
a médiumhibrid üzemmódjain kívül
– optimális fékenergia-visszatáplálás a belső égésű
motor lekapcsolásával
– esetleg „brake by wire” fékezés
– erős tartósteljesítmény-kiegészítés (min. 10 perc)
25…30%
mint a médiumhibridnél
– további csökkenést hozhat a soros és a teljesítmény-elágazásos
hibrideknél a belsőégésű motor
nélküli üzem
a médiumhibriden túlmenően
– nagyon jó manőverezési tulajdonságok, a tiszta villamos
üzemnek köszönhetően
a médiumhibrid előnyein kívül
– teljes hibridimázs, a tiszta villamos üzemnek köszönhetően
– alkalmas hálózati töltésre (olyan országokban, amelyekben
a villamos energia előállítása környezetbarát)
– Toyota Prius/Hilander, Lexus RX400h
– Ford Escap
könyvajánló
mos erőátvitelről van szó. A tüzelőanyag-cellás járművek is, a
kifejezést tágabban értelmezve, soros hibrid járművek.
A hibridek előzőek szerinti csoportosítását és az egyes csoportok
jellegzetes tulajdonságait az 1. 2. 3. és 4. táblázatban
közöljük:
Azokat a hibrid hajtásokat, amelyeket sohasem kell a villamos
hálózatról újratölteni, hálózattól független (autark) hibrideknek
nevezik.
A belső égésű motor, a villamos gépek és az energiatároló megfelelő
kombinációjával az előnyök nemcsak egyszerűen összeadódnak,
hanem eredőjük nagyobb is lehet, mint a külön-külön
elérhető előnyök összege – ezt szinergiahatásnak nevezik. Ily
módon a kettős hajtás hátrányai (nagyobb tömegek, helyszükséglet
és költségek, bonyolultabb rendszer) részben vagy teljesen
ellensúlyozhatók. Nem kellő körültekintéssel végzett fejlesztőmunka
esetén viszont a hátrányok adódhatnak össze.
Könyvrendelés
Dr. Emőd István
Az Alternatív járműhajtások könyv kiadója a Maróti Könyvkiadó.
A könyv B5 méretű, 224 oldal terjedelmű, több száz
képpel gazdagon illusztrált.
A könyv a budapesti Autotechnika–Autó-DIGA kiállításra
jelenik meg, ára: 4480 Ft + postaköltség.
A könyv az X-Meditor Autóinformatika üzletágánál előzetesen
is megrendelhető telefonon: 96/618-074, faxon: 96/
618-063 vagy e-mailen: am@xmeditor.hu.
49