hibrid idő

Egy olyan helyzetben, amikor már csak a még mindig nem kielégítő hatótáv, az akkumulátor tökéletlenségei, a fáradságos hosszú töltés és a környezeti lelkiismereti aggodalmak miatt nehéz minden pénzt tisztán elektromos járművekre fordítani, a hibrid megoldások ésszerű arany középúttá válnak. Ez az autóeladások eredményein is meglátszik.

Hibrid autó ez a jármű egy tipikus rendszerrel felszerelt motor és egy vagy több (1). Az elektromos hajtás nemcsak az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére, hanem a teljesítmény növelésére is használható. Modern hibrid autók további módszerek alkalmazása az energiahatékonyság javítására, mint pl. Egyes megvalósításokban belső égésű motort használnak az elektromos motor meghajtására villamos energia előállítására.

1. Dízel-elektromos hibrid jármű diagramja

Sok hibrid kivitelben kipufogógáz csökkenti az is, ha leállítjuk a belső égésű motort, ha szükséges, és újra bekapcsoljuk. A tervezők arra törekednek, hogy az elektromos motorral való interakció optimalizálja a működését, például amikor egy belső égésű motor alacsony fordulatszámon működik, akkor alacsony a hatásfoka, mivel saját ellenállásának leküzdéséhez szükséges a legtöbb energia. Hibrid rendszerben ezt a tartalékot a belső égésű motor fordulatszámának az akkumulátor töltésére alkalmas szintre emelésével lehet kihasználni.

Majdnem olyan régiek, mint az autók

Az autóhibridek története általában 1900-ban kezdődik, amikor Ferdinand Porsche bemutatta a modellt a párizsi világkiállításon. Hibrid Lohner-Porsche Mixte (2), a világ első dízel-elektromos hibrid járműve. Később ebből a gépből több száz példányt adtak el. Két évvel később Knight Neftal hibrid versenyautót épített. 1905-ben Henri Pieper bemutatott egy hibridet, amelyben elektromos motorral lehetett tölteni akkumulátorokat.

1915-ben az elektromos járműveket gyártó Woods Motor Vehicle Company megalkotta a Dual Power modellt 4 hengeres belső égésű motorral és elektromos motorral. 24 km/h sebesség alatt az autó ig csak villanymotoron dolgozott amíg az akkumulátor le nem fogyés ezen sebesség felett bekapcsolták a belső égésű motort, amely 56 km / h sebességre tudta felgyorsítani az autót. A Dual Power kereskedelmi kudarc volt. Túl lassú volt az árához képest, és túl nehéz volt vezetni.

1931-ben Erich Geichen egy olyan autót javasolt, amelynek akkumulátorait egy dombról leereszkedés közben töltötték. Az energiát egy henger sűrített levegő szolgáltatta, amelyet szivattyúztak köszönhetően kinetikus energia autóalkatrészek lefelé.

Senergia visszanyerése fékezés közben, a modern hibrid technológia kulcsfontosságú találmánya, amelyet 1967-ben fejlesztett ki az AMC az American Motors számára, és az Energy Regeneration Brake nevet kapta.

1989-ben az Audi kiadta az Audi Duo kísérleti autót. Párhuzamosan volt hibrid az Audi 100 Avant Quattro alapján. Az autót 12,8 LE-s villanymotorral szerelték fel, amely a hátsó tengelyt hajtotta. Energiát merített belőle nikkel-kadmium akkumulátor. Az első tengelyt egy 2,3 literes, öthengeres, 136 lóerős benzinmotor hajtotta. Az Audi szándéka az volt, hogy olyan autót hozzon létre, amelyet a városon kívül belsőégésű motorral, a városban pedig elektromos motorral hajtanak végre. A vezető égési vagy elektromos vezetési módot választott. Az Audi ebből a modellből mindössze tíz példányt gyártott. Az alacsony vásárlói érdeklődés a normál Audi 100-nál alacsonyabb teljesítményre vezethető vissza a többletterhelés miatt.

Az áttörés a Távol-Keletről jött

A hibrid autók széles körben való megjelenése és valódi népszerűsége csak 1997-ben jelent meg, amikor is megjelentek a japán piacon. Toyota Prius (3). Kezdetben ezek az autók elsősorban környezetérzékeny körökben találtak vevőre. A helyzet megváltozott a következő évtizedben, amikor az olajárak rohamosan emelkedni kezdtek. Az elmúlt évtized második fele óta más gyártók is elkezdtek piacra dobni hibrid modellek, gyakran licencelt Toyota hibrid megoldásokon alapul. Lengyelországban a Prius 2004-ben jelent meg a bemutatótermekben. Ugyanebben az évben jelent meg a Prius második generációja, 2009-ben pedig a harmadik.

Követte a Toyotát Honda, egy másik japán autóipari óriás. modell eladó Bepillantás (4), egy részleges párhuzamos hibrid, a vállalat 1999-ben indult az Egyesült Államokban és Japánban. Gazdaságosabb autó volt, mint egy Toyota termék. Az első generációs Prius szedán fogyasztása városban 4,5 l/100 km, városon kívül pedig 5,2 l/100 km. Kétkerekű Honda Insight Az első generáció fogyasztása a városban 3,9 l/100 km, a városon kívül pedig 3,5 l/100 km.

A Toyota új hibrid autókat adott ki. Termelés Toyoty Auris hibrid 2010 májusában indult. Ez volt az első olyan hibrid Európában, amelyet olcsóbban adtak el, mint a Prius. Auris hibrid ugyanolyan volt a hajtása, mint a Priusnak, de a benzines futásteljesítménye kevesebb volt - 3,8 l / 100 km kombinált ciklusban.

2007 májusára a Toyota Motor Corporation eladta első millió hibridjét. 2009 augusztusáig kétmillió, 6 decemberéig 2013 millió. 2015 júliusában a Toyota hibridek száma meghaladta a 8 milliót. 2015 októberében a Toyota hibridek eladása csak Európában meghaladta az egymillió darabot. 2019 első negyedévében a hibridek már 50 százalékot tettek ki. a Toyota teljes értékesítése kontinensünkön. Legnépszerűbb modellek ebben a kategóriában viszont nincs több Prius, hanem következetesen Yaris hibrid, C-HR hibrid Oraz Corolla hibrid. 2020 végéig a Toyota 15 millió hibridet kíván eladni, ami a cég szerint idén januárban, i.е. az elején. A gyártó szerint már 2017-ben 85 millió tonna került a légkörbe. szén-dioxid kevesebb.

Több mint két évtizedes mainstream karrierje során autóipari hibridek új innovációk jelentek meg. Hibrid Hyundai Elantra LPI (5), amely 2009 júliusában került forgalomba Dél-Koreában, ez volt az első LPG-vel hajtott belsőégésű motoros hibrid. Elantra egy részleges hibrid, amely lítium-polimer akkumulátorokat használ, szintén először. Az Elantra 5,6 liter benzint fogyasztott 100 km-en, és 99 g/km COXNUMX-t bocsátott ki.₂. 2012-ben a Peugeot új megoldással rukkolt elő a 3008 Hybrid4 európai piacra dobásával, az első sorozatgyártású dízel hibridként. A gyártó szerint a 3008 Hybrid furgon 3,8 l/100 km gázolajat fogyasztott és 99 g/km COXNUMX-t bocsátott ki.₂.

5. Hibrid Hyundai Elantra LPI

A modellt 2010-ben a New York-i Nemzetközi Autószalonon mutatták be. Lincoln MKZ hibrid, az első hibrid változat, amelynek ára megegyezik ugyanazon modell normál változatával.

2020 áprilisáig, a mérföldkőnek számító 1997 óta, több mint 17 millió hibrid elektromos járművet adtak el világszerte. A piacvezető Japán, amely 2018 márciusáig több mint 7,5 millió hibrid járművet adott el, ezt követi az Egyesült Államok, amely 2019-ig összesen 5,4 millió darabot adott el, 2020 júliusáig pedig 3 millió hibrid járművet értékesítettek Európában. A széles körben elérhető hibridek legismertebb példái a Prius mellett más Toyota modellek hibrid változatai: Auris, Yaris, Camry és Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Párhuzamos, soros és vegyes

Jelenleg számos különböző nemzetség rejtőzik a "hibrid" általános név alatt. meghajtó rendszerek és ötleteket a nagyobb hatékonyság érdekében. Nem szabad elfelejteni, hogy most, ahogy a tervezés fejlődik és fejlődik, az egyértelmű besorolás néha kudarcot vall, mert különféle megoldások kombinációit és új találmányokat alkalmaznak, amelyek sértik a definíció tisztaságát. Kezdjük azzal, hogy elosztjuk a meghajtó konfigurációjával.

W hibrid hajtás párhuzamos típusú belső égésű motor és villanymotor mechanikusan kapcsolódik a hajtott kerekekhez. Az autót belső égésű motor, villanymotor vagy mindkettő hajthatja meg. Ezt a sémát használják a Honda autókban: Insight, Civic, Accord. Egy másik példa egy ilyen rendszerre a General Motors szíjgenerátor/indító a Chevrolet Malibuban. Sok modellben a belső égésű motor is úgy működik, mint áramfejlesztő.

A jelenleg a piacon ismert párhuzamos hajtások teljes teljesítményű belső égésű motorokból és kisebb (20 kW-ig) villanymotorokból, valamint kisméretű akkumulátorokból állnak. Ezekben a kialakításokban az elektromos motoroknak csak a főmotort kell támogatniuk, és nem kell a fő áramforrásnak lenniük. A párhuzamos hibrid hajtásokat hatékonyabbnak tartják, mint a csak azonos méretű belső égésű motorokra épülő rendszereket, különösen városi és országúti közlekedésben.

A szekvenciális hibrid rendszerben a járművet közvetlenül csak elektromos motor hajtja, a rendszer meghajtására belső égésű motor szolgál. elektromos áram generátor szintén. Ebben a rendszerben az akkumulátorkészlet általában sokkal nagyobb, ami befolyásolja a gyártási költségeket. Úgy gondolják, hogy ez az elrendezés növeli a belső égésű motor hatékonyságát, különösen a városban való közlekedés során. Példa soros hibrid Ez egy Nissan e-Power.

Vegyes hibrid hajtás egyesíti mindkét fenti – párhuzamos és soros – megoldás előnyeit. Ezeket a "hibrid hibrideket" a teljesítmény szempontjából optimálisnak tartják, összehasonlítva a sorozatokkal, amelyek alacsony sebességnél a leghatékonyabbak, és a párhuzamosak, amelyek nagyobb sebességnél optimálisak. Előállításuk bonyolultabb áramkörökként azonban drágább, mint párhuzamos motorok. A vegyes hibrid hajtásláncok meghatározó gyártója a Toyota. A Toyota és a Lexus, a Nissan és a Mazda (többnyire a Toyota licence alapján), a Ford és a General Motors használja.

Két belső égésű motor és egy párhuzamos motor teljesítménye egy olyan típusú eszközzel (erőelosztó) vihető át a kerékhajtásba, amely egy egyszerű bolygókerekes készlet. Belső égésű motor tengelye a hajtómű bolygókerekes fogaskerekeinek villájához csatlakozik, az elektromos generátor - annak központi hajtóművével, a villanymotor pedig a hajtóművön keresztül - a külső hajtóművel, amelyről a forgatónyomaték a kerekekre kerül. Ez lehetővé teszi a rész átvitelét forgási sebesség és a belső égésű motor nyomatéka a kerekekre, egy része pedig a generátorra. Ezáltal motor a jármű sebességétől függetlenül az optimális fordulatszám-tartományon belül tud működni, például induláskor, és a generátor által generált áramot az elektromos motor meghajtására fordítják, amelynek nagy nyomatékát a belső égésű motor tartja fenn a kerekek hajtásához. A teljes rendszer működését koordináló számítógép szabályozza a generátor terhelését és a villanymotor tápellátását, ezáltal szabályozza a bolygókerekes hajtómű működését. elektromechanikus fokozatmentes sebességváltó. A lassítás és fékezés során a villanymotor generátorként tölti fel az akkumulátort, a belső égésű motor indításakor pedig a generátor generátorként működik. indító.

W full hibrid hajtás az autót vagy egyedül a motor, vagy egyedül az akkumulátor, vagy mindkettő hajthatja. Ilyen rendszer például Hybrid Synergy Drive Toyoty, hibrid rendszer ford, Kettős üzemmódú hibrid termelés General Motors/ChrystlePéldák járműre: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid és Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h és CT200h. Ezek az autók nagy, hatékony akkumulátorokat igényelnek. Az erőmegosztási mechanizmus használatával a járművek nagyobb rugalmasságra tesznek szert a rendszer összetettségének növekedése árán.

részleges hibrid elvileg ez egy hagyományos autó, meghosszabbított indítóval, amely lehetővé teszi a belső égésű motor leállítását minden alkalommal, amikor az autó lefelé megy, fékezni vagy megállni, és szükség esetén gyorsan beindítani a motort.

Indító általában a motor és a sebességváltó közé szerelik, a nyomatékváltót helyettesítve. Kigyújtáskor többletenergiát biztosít. A tartozékok, például a rádió és a légkondicionáló bekapcsolhatók, amikor a belső égésű motor nem jár. Az akkumulátorok fékezéskor töltődnek. A full hibridekhez képest a részleges hibridek kisebb akkumulátorral és kisebb villanymotorral rendelkeznek. Ezért az üres tömegük és az előállítási költségük alacsonyabb. Példa erre a kialakításra a teljes méretű Chevrolet Silverado Hybrid, amelyet 2005-2007 között gyártottak. Akár 10 százalékot is megspórolt. a belső égésű motor ki- és bekapcsolásakor, valamint az energia visszanyerése fékezés közben.

Hibridek és elektromos hibridek

A hibridek egy másik kategóriájának több időt kell adni, ami bizonyos szempontból újabb lépés a „tiszta elektromosság” felé. Ezek hibrid járművek (PHEV), amelyekben az akkumulátorok elektromos hajtás külső forrásról is tölthető (6). Így a PHEV egy hibrid és egy elektromos jármű hibridjének tekinthető. Fel van szerelve töltőcsatlakozó. Ennek eredményeként az akkumulátorok is többszörösek, ami azt jelenti, hogy lehetőség van egy erősebb villanymotor beszerelésére.

6. Egy hibrid autó diagramja

Ennek eredményeként a hibrid autók kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, mint a klasszikus hibridek, jellemzően körülbelül 50-60 km-t tudnak megtenni "árammal" anélkül, hogy beindítanák a motort, és jobb a teljesítményük is, mert sokszor a hibridek a legerősebb opciók. ezt a modellt.

A PHEV elektromos jármű hatótávolsága sokszorosa az e funkció nélküli hibrid járművekének. Ez a néhány tíz kilométer elég a város körüli kirándulásokhoz, munkába vagy boltba. Például be Skoda Superb iV (7) Az akkumulátor akár 13 kWh elektromos energiát is képes tárolni, ami akár 62 km-es hatótávolságot biztosít nulla kibocsátású üzemmódban. Ennek köszönhetően, amikor a hibridünket otthon leparkoljuk és hazatérünk, 0 l/100 km átlagfogyasztást érhetünk el. A belső égésű motor megvédi az akkumulátort a lemerüléstől olyan helyen, ahol nem lehet hozzáférni az áramforráshoz, és természetesen lehetővé teszi, hogy ne aggódjon a hatótáv miatt hosszú utakon.

7. Skoda Superb iV hibrid töltés közben

Ugyanilyen fontos típusú hibridek erős villanymotorokkal felszerelve Skoda Superb iV paraméterei 116 LE. és 330 Nm nyomatékkal. Ennek köszönhetően az autó nem csak azonnal gyorsul (az elektromos motor ugyanolyan gyorsan hajtja az autót, akármilyen sebességgel is fut éppen), mert a Skoda jelentése szerint a Superb 60 másodperc alatt gyorsul 5 km/h-ra, 140 km/h-ra is felgyorsíthatja az autót – ez lehetővé teszi, hogy stresszmentesen és nulla károsanyag-kibocsátású üzemmódban vezessen, például körgyűrűkön vagy autópályákon.

Menet közben általában mindkét motor hajtja az autót (a belső égésű motort elektromos áram hajtja, így kevesebb üzemanyagot fogyaszt, mint egy hagyományos autóban), de ha kiengedi a gázt, fékez vagy állandó sebességgel halad, a belső égésű motor belső égésű motor leállítja a motort és csak azután elektromos motor kerekeket hajt. Tehát a gép ugyanúgy működik klasszikus hibrid és ugyanúgy visszaállítja az energiát - minden fékezéskor az energia helyreáll, és elektromos áram formájában az akkumulátorokhoz kerül; a jövőben éppen azt szolgálja, hogy a belső égésű motort gyakrabban lehessen leállítani.

Az első plug-in hibrid járművet 2008 decemberében dobta piacra a kínai BYD Auto gyártó. Az F3DM PHEV-62 modell volt. A világ legnépszerűbb elektromos autójának plug-in hibrid változatának premierje, Chevrolet Volt2010-ben került sor. T.Oyota premierje 2012.

Bár nem minden modell működik egyformán, a legtöbb két vagy több üzemmódban működik: „teljesen elektromos”, ahol a motor és az akkumulátor biztosítja az autó összes energiáját, és „hibrid”, amely elektromosságot és benzint is használ. A PHEV-k jellemzően teljesen elektromos üzemmódban működnek, árammal működnek, amíg az akkumulátor le nem merül. Egyes modellek hibrid üzemmódba kapcsolnak, miután az autópályán elérik a célsebességet, általában 100 km/h körüli sebességet.

A fent ismertetett Skoda Superb iV mellett a leghíresebb és legnépszerűbb hibrid modellek a Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e és X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Hibridek a tenger mélyétől az egekig

Ezt érdemes megjegyezni hibrid hajtás nem csak az autók és általában az autók szegmensében használják. például hibrid hajtásrendszerek használatához dízelmotorok vagy turboelektromos vasúti mozdonyok, buszok, teherautók, mobil hidraulikus gépek és hajók meghajtására.

Nagy szerkezetekben általában így néz ki dízel/turbinás motor elektromos generátort hajt, ill hidraulikus pumpaamely elektromos/hidraulikus motort hajt. Nagyobb járművekben a relatív teljesítményveszteség csökken, és a mechanikai alkatrészek helyett a kábeleken vagy csöveken keresztül történő energiaelosztás előnyei nyilvánvalóbbá válnak, különösen akkor, ha az erőt több hajtásrendszerre, például kerekekre vagy propellerekre adják át. Egészen a közelmúltig a nehéz járművek kis mennyiségű másodlagos energiával rendelkeztek, mint például a hidraulikus akkumulátorok/akkumulátorok.

A legrégebbi hibrid tervek közül néhány volt nem nukleáris tengeralattjáró meghajtóknyers dízelekkel és víz alatti akkumulátorokkal működik. Például a második világháborús tengeralattjárók soros és párhuzamos rendszereket is használtak.

A kevésbé ismert, de nem kevésbé érdekes minták üzemanyag-hidraulikus hibridek. 1978-ban a minneapolisi Minnesota Hennepin Szakmai és Műszaki Központ diákjai egy Volkswagen Beetle-t alakítottak át benzin-hidraulikus hibrid kész alkatrészekkel. A 90-es években az EPA laboratórium amerikai mérnökei egy "petrohidraulikus" sebességváltót fejlesztettek ki egy tipikus amerikai szedánhoz.

A tesztautó körülbelül 130 km/h sebességet ért el vegyes városi és országúti vezetési ciklusokban. A 0-ról 100 km/h-ra gyorsulás 8 másodperc volt 1,9 literes dízelmotorral. Az EPA becslése szerint a sorozatgyártású hidraulikus alkatrészek mindössze 700 dollárral növelték az autó árát. Az EPA tesztelése során a Ford Expedition benzin-hidraulikus hibrid kialakítását tesztelték, amely városi forgalomban 7,4 kilométerenként 100 liter üzemanyagot fogyasztott. Az amerikai UPS futárcég jelenleg két teherautót üzemeltet ezzel a technológiával (8).

8. Hidraulikus hibrid az UPS szolgálatában

Az amerikai hadsereg tesztel Humvee hibrid SUV-k 1985 óta. Az értékelések nemcsak nagyobb dinamikát és nagyobb üzemanyag-fogyasztást mutattak be, hanem például kisebb termikus karakterisztikát és csendesebb működést is ezeknél a gépeknél, aminek – ahogy sejthető – nagy jelentősége lehet katonai alkalmazásokban.

korai forma hibrid meghajtórendszer a tengeri szállításhoz vitorlás hajók voltak az árbocokon és Gőzgépek fedélzet alatt. Egy másik példát már említettek dízel-elektromos tengeralattjáró. A hajók újabb, bár ismét régimódi hibrid meghajtórendszerei között szerepelnek többek között olyan cégek nagy sárkányai, mint a SkySails. Sárkányok vontatása képesek repülni a legmagasabb hajóárbocoknál többszörösen magasabban, felfogva az erősebb és egyenletesebb szeleket.

A hibrid koncepciók végre utat találtak a repülésben. A prototípus repülőgépet (9) például hibrid cserélhető membránrendszerrel (PEM) szerelték fel egészen motor tápegységamely egy hagyományos légcsavarhoz kapcsolódik. Az üzemanyagcella biztosítja az összes energiát a körúthoz. A felszállás és emelkedés során, a repülés legnagyobb energiaigényű szegmensében a rendszer könnyű lítium-ion akkumulátorokat használ. A bemutató repülőgép egyben a Dimona motoros vitorlázórepülő is, amelyet az osztrák Diamond Aircraft Industries cég épített, amely módosításokat végzett a repülőgép kialakításán. A 16,3 méteres szárnyfesztávolságú repülőgép körülbelül 100 km/h sebességgel lesz képes repülni, az üzemanyagcellától kapott energiát felhasználva.

9 Boeing üzemanyagcellás bemutató repülőgép

Nem minden rózsaszín

Tagadhatatlan, hogy a hibrid járművek tervezésének bonyolultsága miatt, mint a hagyományos járművek esetében, a járművek károsanyag-kibocsátásának csökkenése több mint kompenzálja ezeket a kibocsátásokat. A hibrid járművek akár 90 százalékkal csökkenthetik a szmogot okozó szennyező anyagok kibocsátását. és felére csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.

Bár Hibrid autó kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, mint a hagyományos autók, továbbra is aggodalomra ad okot a hibrid autó akkumulátorának környezeti hatása. A legtöbb hibrid autó akkumulátora manapság két típusba sorolható: nikkel-fém-hidrid vagy lítium-ion. Mindkettőt azonban továbbra is környezetbarátabbnak tekintik, mint az ólomakkumulátorokat, amelyek jelenleg a benzines járművek indítóakkumulátorainak többségét teszik ki.

Itt meg kell jegyezni, hogy az adatok nem egyértelműek. Általános toxicitási és környezeti expozíciós szintek nikkel-hidrid akkumulátorok sokkal alacsonyabbnak tekinthető, mint az esetben savas ólom akkumulátorok vagy kadmiumot használnak. Más források szerint a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok sokkal mérgezőbbek, mint az ólom-savas akkumulátorok, és az újrahasznosítás és a biztonságos ártalmatlanítás sokkal megterhelőbb. Különféle oldható és oldhatatlan nikkelvegyületekről, mint például a nikkel-kloridról és a nikkel-oxidról kimutatták, hogy jól ismert rákkeltő hatásai vannak, amelyeket állatkísérletek igazoltak.

Litowo-jonowe akkumulátorok Manapság vonzó alternatívának számítanak, mivel az akkumulátorok közül a legnagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és a NiMH akkumulátorcellák feszültségének több mint háromszorosát képesek előállítani, miközben nagy mennyiséget tartanak fenn. Elektromos energia. Ezek az akkumulátorok nagyobb teljesítményt és hatékonyabbak is, így nagyobb mértékben elkerülik az energiapazarlást, és kiváló tartósságot biztosítanak, miközben az akkumulátor élettartama megközelíti az autókéit. Ezenkívül a lítium-ion akkumulátorok használata csökkenti az autó össztömegét, és 30 százalékot is lehetővé tesz. jobb üzemanyag-fogyasztás, mint a benzinüzemű járműveknél, és ezt követően csökken a CO-kibocsátás₂.

Sajnos a vizsgált technológiák nehezen beszerezhető és drágább anyagoktól függenek. Le motor tervezés és a hibrid járművek más részeihez többek között ritkaföldfémekre van szükség. például diszprózium, ritkaföldfém elem, amely különféle típusú fejlett villanymotorok és akkumulátorrendszerek gyártásához szükséges hibrid meghajtási rendszerekben. Vagy neodímium, egy másik ritkaföldfém, amely az állandó mágneses villanymotorokban használt nagy szilárdságú mágnesek kulcseleme.

A világon szinte minden ritkaföldfém főleg Kínából származik. Számos nem kínai forrás, mint pl Hoidas-tó Észak-Kanadában ill Veld hegy Ausztráliában jelenleg fejlesztés alatt áll. Ha nem találunk alternatív megoldásokat, akár új lelőhelyek, akár a ritkafémeket helyettesítő anyagok formájában, akkor minden bizonnyal az anyagok árának növekedése következik be. Ez pedig kisiklathatja a kibocsátás csökkentésére irányuló terveket a benzin fokozatos kivonása révén.

Az árak emelkedése mellett etikai jellegű problémák is vannak. 2017-ben egy ENSZ-jelentés visszaéléseket tárt fel gyerekek a kobaltbányákban, rendkívül fontos nyersanyag zöld technológiáink számára, beleértve a Kongói Demokratikus Köztársaságban (DCR) működő elektromos motorok legújabb generációját. A világ megismerte a gyerekeket, akiket már négy éves korukban kénytelenek voltak a piszkos, veszélyes és gyakran mérgező kobaltbányákban dolgozni. Az Egyesült Nemzetek Szervezete becslése szerint évente körülbelül nyolcvan gyermek hal meg ezekben a bányákban. Naponta legfeljebb 40 kiskorú kényszerült dolgozni. Néha ez a tiszta hibridjeink piszkos ára.

A kipufogócsővel kapcsolatos innovációk biztatóak

Van azonban egy jó hír a számára hibrid módszerek és a tisztább autók iránti általános vágy. A kutatók a közelmúltban egy ígéretes és meglepő megoldást fejlesztettek ki dízelmotorok egyszerű módosításaamely hibrid rendszerekben elektromos hajtással kombinálható. Dízel hajtások így kisebbek, olcsóbbak és könnyebben karbantarthatók. És ami a legfontosabb, tisztábbak lesznek.

Charles Muller és három kollégája a Sandia National Laboratory kutatóközpontban a Channel Fuel Injection (DFI-) néven ismert módosításon dolgozott. A Bunsen-égő egyszerű elvén alapul. A tudósok szerint a DFI csökkentheti a kipufogógáz-kibocsátást és a DPF azon hajlamát, hogy eltömítsék a kormot. Muller szerint találmánya akár az olajcsere intervallumait is meghosszabbíthatja, ha csökkenti a forgattyúsházban lévő korom mennyiségét.

Szóval hogyan működik? fúvókák a hagyományos dízelben gazdag keverékeket hoznak létre az égéstérben. A tudósok szerint azonban ezek a területek kétszer-tízszer több üzemanyagot tartalmaznak, mint amennyi a teljes égéshez szükséges. Ilyen feleslegben lévő üzemanyag esetén magas hőmérsékleten hajlamosnak kell lennie nagy mennyiségű korom képződésére. A DFI csatornák beépítése lehetővé teszi a dízel üzemanyag hatékony elégetését csekély vagy egyáltalán nem koromképződéssel. „Keverékeink kevesebb üzemanyagot tartalmaznak” – magyarázza Müller az új technológiáról szóló kiadványában.

A csatornák, amelyekről Muller úr beszél, olyan csövek, amelyeket a fúvóka nyílásaiból való kilépési helytől rövid távolságra szereltek fel. A hengerfej alsó oldalára, az injektor mellé vannak felszerelve. Müller úgy véli, hogy végül magas hőmérsékletnek ellenálló ötvözetből készülnek, hogy ellenálljanak az égés hőenergiájának. Elmondása szerint azonban a csapata által kifejlesztett találmány megvalósításával járó többletköltségek csekélyek lesznek.

Ha egy égetőrendszer kevesebb kormot termel, akkor azt hatékonyabban lehet használni. kipufogógáz-visszavezető rendszer (EGR) a nitrogén-oxidok, NOx csökkentésére. A megoldás fejlesztői szerint ezzel a jelenlegi szint tizedére csökkenhet a motorból kilépő korom és NOx mennyisége. Azt is megjegyzik, hogy koncepciójuk segít csökkenteni a CO-kibocsátást.₂ és egyéb globális felmelegedést okozó anyagok.

A fentiek nem csak azt jelzik, hogy talán nem veszünk olyan gyorsan búcsút a dízelmotoroktól, amelyekről már sokan lemondtak. A belső égésű hajtástechnika innovációi a hibridek növekvő népszerűsége mögött meghúzódó gondolkodás folytatását jelentik. Ez egy kis lépésekből álló stratégia, amely fokozatosan csökkenti a járművek környezetterhelését. Jó tudni, hogy ez irányú újítások nemcsak a hibrid elektromos részében, hanem az üzemanyagban is megjelennek.