hübriidaeg

Olukorras, kus puhtelektrisõidukitele on raske kogu raha panna, kasvõi ikka veel ebarahuldava sõiduulatuse, akude ebatäiuslikkuse, tülika pika laadimise ja keskkonnasüdametunnistuse pärast, saavad hübriidlahendused mõistlikuks kuldseks keskteeks. Seda on näha automüügi tulemustes.

Hübriidauto see sõiduk on varustatud tüüpilise süsteemiga mootor ja üks või mitu (1). Elektriajamit saab kasutada mitte ainult kütusekulu vähendamiseks, vaid ka võimsuse suurendamiseks. Kaasaegsed hübriidautod kasutada energiatõhususe parandamiseks täiendavaid meetodeid, nt. Mõnes teostuses kasutatakse elektrimootori toiteks elektri tootmiseks sisepõlemismootorit.

1. Diisel-elektri-hübriidsõiduki skeem

Paljudes hübriidkujundustes heitgaasid seda vähendab ka sisepõlemismootori väljalülitamine parkimisel ja vajaduse korral uuesti sisselülitamine. Disainerid püüavad tagada, et koostoime elektrimootoriga optimeeriks selle tööd, näiteks kui sisepõlemismootor töötab madalatel pööretel, on selle efektiivsus madal, kuna see nõuab oma takistuse ületamiseks kõige rohkem energiat. Hübriidsüsteemis saab seda reservi ära kasutada, tõstes sisepõlemismootori pöördeid aku laadimiseks sobivale tasemele.

Peaaegu sama vanad kui autod

Autohübriidide ajalugu algab tavaliselt aastal 1900, mil Ferdinand Porsche esitles mudelit Pariisi maailmanäitusel. Gibrid Lohner-Porsche Mixte (2), maailma esimene diisel-elektriline hübriidsõiduk. Hiljem müüdi seda masinat mitusada eksemplari. Kaks aastat hiljem ehitas Knight Neftal hübriidvõidusõiduauto. 1905. aastal tutvustas Henri Pieper hübriidi, milles akusid saab laadida elektrimootoriga.

1915. aastal lõi elektrisõidukite tootja Woods Motor Vehicle Company mudeli Dual Power, millel on 4-silindriline sisepõlemismootor ja elektrimootor. Kiirusel alla 24 km/h töötas auto ainult elektrimootoril kuni kuni aku tühjaks saabja üle selle kiiruse lülitati sisse sisepõlemismootor, mis võis kiirendada auto kiiruseni 56 km / h. Dual Power oli äriline ebaõnnestumine. See oli oma hinna kohta liiga aeglane ja liiga raske sõita.

1931. aastal pakkus Erich Geichen välja auto, mille akusid laeti mäest laskudes. Energia tarniti suruõhu silindrist, mida pumbati tänu kineetiline energia autoosad lähevad allamäge.

Senergia taaskasutamine pidurdamisel, kaasaegse hübriidtehnoloogia võtmeleiutise, töötati välja 1967. aastal AMC poolt American Motorsi jaoks ja see sai nimeks Energy Regeneration Brake.

1989. aastal lasi Audi välja eksperimentaalauto Audi Duo. See oli paralleelselt hübriid põhineb Audi 100 Avant Quattrol. Auto oli varustatud 12,8 hj elektrimootoriga, mis vedas tagasilla. Ta ammutas energiat nikkelkaadmiumaku. Esitelge vedas 2,3-liitrine viiesilindriline bensiinimootor võimsusega 136 hj. Audi eesmärk oli luua auto, mis töötaks linnast väljas sisepõlemismootoriga ja linnas elektrimootoriga. Juht on valinud põlemisrežiimi või elektrilise sõidurežiimi. Audi tootis sellest mudelist vaid kümme eksemplari. Klientide vähene huvi oli tingitud suuremast töökoormusest tingitud madalamast jõudlusest kui tavalisel Audi 100-l.

Läbimurre tuli Kaug-Idast

Kuupäev, millest alates hübriidautod laialdaselt turule tulid ja tõelise populaarsuse saavutasid, on alles 1997. aastal, mil need tulid Jaapani turule. Toyota Prius (3). Esialgu leidsid need autod ostjaid peamiselt keskkonnatundlikest ringkondadest. Olukord muutus järgmisel kümnendil, kui nafta hind hakkas kiiresti tõusma. Alates eelmise kümnendi teisest poolest on turule tooma hakanud ka teised tootjad hübriidmudelid, mis põhineb sageli litsentsitud Toyota hübriidlahendustel. Poolas ilmus Prius müügisaalidesse 2004. aastal. Samal aastal ilmus Priuse teine ​​põlvkond ja 2009. aastal kolmas.

Ta järgnes Toyotale Honda, teine ​​Jaapani autotööstuse hiiglane. mudeli müük Taip (4) on osaline paralleelhübriid, mille ettevõte käivitas 1999. aastal USA-s ja Jaapanis. See oli säästlikum auto kui Toyota toode. Esimese põlvkonna Priuse sedaan kulutas linnas 4,5 l/100 km ja linnast väljas 5,2 l/100 km. Kaherattaline Honda Insight Esimene põlvkond tarbis linnas 3,9 l/100 km ja linnast väljas 3,5 l/100 km.

Toyota andis välja uued autode hübriidversioonid. Tootmine Toyota Auris hübriid algas mais 2010. See oli esimene toodetud hübriid Euroopas, mida müüdi Priuse omast odavamalt. Aurise hübriid sellel oli sama ajam kui Priusel, kuid gaasikulu oli väiksem - kombineeritud tsüklis 3,8 l / 100 km.

2007. aasta maiks oli Toyota Motor Corporation müünud ​​oma esimesed miljon hübriidi. 2009. aasta augustiks kaks miljonit, 6. aasta detsembriks 2013 miljonit. 2015. aasta juulis ületas Toyota hübriidide koguarv 8 miljonit. 2015. aasta oktoobris ületas Toyota hübriidide müük ainuüksi Euroopas miljoni ühiku piiri. 2019. aasta esimeses kvartalis moodustasid hübriidid juba 50 protsenti. Toyota kogumüügist meie kontinendil. Kõige populaarsemad mudelid selles kategoorias pole aga enam Priusisid, vaid järjekindlalt Yaris Hybrid, C-HR hübriid Oraz Corolla hübriid. 2020. aasta lõpuks kavatseb Toyota müüa 15 miljonit hübriidi, mis ettevõtte andmetel tehti tänavu jaanuaris, s.o. alguses. Juba 2017. aastal paiskus tootja andmetel atmosfääri 85 miljonit tonni. süsinikdioksiid vähem.

Rohkem kui kaks aastakümmet kestnud tavakarjääri jooksul autohübriidid ilmnenud on uued uuendused. Hübriid Hyundai Elantra LPI (5), mis tuli Lõuna-Koreas müügile 2009. aasta juulis, oli esimene sisepõlemismootoriga hübriid, mis töötati välja LPG-ga. Elantra on osaline hübriid, mis kasutab liitiumpolümeerakusid, samuti esimest korda. Elantra tarbis 5,6 liitrit bensiini 100 km kohta ja tekitas 99 g/km COXNUMX heitgaasi.₂. 2012. aastal tuli Peugeot välja uue lahendusega, kui Euroopa turule tuli 3008 Hybrid4, mis on esimene masstootmises toodetud diiselhübriid. Tootja andmetel tarbis 3008 Hybrid kaubik diislikütust 3,8 l/100 km ja CO heitkogus 99 g/km.₂.

5. Hübriid Hyundai Elantra LPI

Mudelit esitleti 2010. aastal New Yorgi rahvusvahelisel autonäitusel. Lincoln MKZ hübriid, esimene hübriidversioon, mille hind on identne sama mudeli tavaversiooniga.

2020. aasta aprilliks, alates märgilisest aastast 1997, oli maailmas müüdud üle 17 miljoni hübriidelektrisõiduki. Turuliider on Jaapan, kes müüs 2018. aasta märtsiks üle 7,5 miljoni hübriidsõiduki, järgneb USA, kes müüs 2019. aastaks kokku 5,4 miljonit eksemplari, ja 2020. aasta juuliks Euroopas müüdud hübriidsõidukit 3 miljonit. Tuntumad näited laialdaselt saadaolevatest hübriididest on lisaks Priusele ka teiste Toyota mudelite hübriidversioonid: Auris, Yaris, Camry ja Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Paralleel-, jada- ja segatud

Üldnimetuse "hübriid" all on praegu peidetud mitu erinevat perekonda. tõukejõusüsteemid ja ideid tõhususe suurendamiseks. Tuleb meeles pidada, et nüüd, disaini arenedes ja edenedes, selged klassifikatsioonid mõnikord ebaõnnestuvad, sest kasutatakse erinevate lahenduste kombinatsioone pluss uusi leiutisi, mis rikuvad definitsiooni puhtust. Alustame jagamisest draivi konfiguratsiooniga.

W hübriidajam paralleeltüüpi sisepõlemismootor ja elektrimootor on mehaaniliselt ühendatud veoratastega. Autol võib olla sisepõlemismootor, elektrimootor või mõlemad. Seda skeemi kasutatakse Honda autodes: Insight, Civic, Accord. Teine näide sellisest süsteemist on General Motorsi rihmageneraator/starter Chevrolet Malibul. Paljudel mudelitel töötab sisepõlemismootor ka kui elektrigeneraator.

Praegu turul tuntud paralleelajamid koosnevad täisvõimsusega sisepõlemismootoritest ja väiksematest (kuni 20 kW) elektrimootoritest ning väikestest akudest. Nendes konstruktsioonides peavad elektrimootorid toetama ainult peamasinat, mitte olema peamine jõuallikas. Paralleelhübriidajameid peetakse tõhusamaks kui ainult sama suurusega sisepõlemismootoritel põhinevaid süsteeme, eriti linnas ja maanteel sõites.

Järjestikuses hübriidsüsteemis juhib sõidukit otse ainult elektrimootor ja süsteemi edasiliikumiseks kasutatakse sisepõlemismootorit. elektrivoolu generaator sama hästi kui. Selle süsteemi patareide komplekt on tavaliselt palju suurem, mis mõjutab tootmiskulusid. Arvatakse, et selline paigutus suurendab sisepõlemismootori efektiivsust, eriti linnas sõites. Näide seeriahübriid See on Nissani e-Power.

Segahübriidajam ühendab mõlema ülaltoodud lahenduse - paralleel- ja jadalahenduse - eelised. Neid "hübriidhübriide" peetakse jõudluse osas optimaalseteks, võrreldes seeriatega, mis on kõige tõhusamad madalatel kiirustel, ja paralleelseteks, mis on optimaalsed suurematel kiirustel. Nende tootmine keerukamate ahelatena on aga kallim kui paralleelsed mootorid. Segahübriidjõuallikate domineeriv tootja on Toyota. Neid kasutatakse Toyotas ja Lexuses, Nissanis ja Mazdas (enamasti Toyota litsentsi alusel), Fordis ja General Motorsis.

Kahe sisepõlemismootori ja paralleelse mootori võimsust saab rattaveole üle kanda tüüpi seadme (jõujaoturi) abil, mis on lihtne planetaarülekannete komplekt. Sisepõlemismootori võll on ühendatud käigukasti planetaarülekannete hargiga, elektrigeneraator on ühendatud selle keskkäiguga ja elektrimootor läbi käigukasti on ühendatud välise käiguga, millelt pöördemoment ratastele edastatakse. See võimaldab teil osa üle kanda pöörlemiskiirus ja sisepõlemismootori pöördemoment ratastele ja osa generaatorile. Seeläbi mootor see võib töötada optimaalses pööretevahemikus sõltumata sõiduki kiirusest, näiteks startides, ja generaatori genereeritud voolu kasutatakse elektrimootori toiteks, mille kõrget pöördemomenti hoiab sisepõlemismootor rataste juhtimiseks. Arvuti, mis koordineerib kogu süsteemi tööd, reguleerib generaatori koormust ja elektrimootori toiteallikat, kontrollides seeläbi planetaarkäigukasti tööd nagu elektromehaaniline pidevalt muutuv jõuülekanne. Aeglustamisel ja pidurdamisel toimib elektrimootor generaatorina aku laadimiseks ning sisepõlemismootorit käivitades generaator generaatorina. starter.

W täishübriidajam autot saab toita kas ainult mootorist või ainult akust või mõlemast. Sellise süsteemi näited on Hübriidne sünergiaajam Toyota, hübriidsüsteem ford, Kahe režiimiga hübriid tootmine General Motors / ChryslSõidukite näited: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid ja Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h ja CT200h. Need autod nõuavad suuri ja tõhusaid akusid. Võimsuse jagamise mehhanismi kasutades muutuvad sõidukid süsteemi keerukamaks muutumise hinnaga suuremaks paindlikumaks.

osaline hübriid põhimõtteliselt on tegemist pikendatud starteriga tavaautoga, mis võimaldab sisepõlemismootori iga kord allamäge sõites välja lülitada, pidurdada või peatuda ning vajadusel kiiresti mootorit käivitada.

Starter see paigaldatakse tavaliselt mootori ja käigukasti vahele, asendades pöördemomendi muunduri. Annab süütamisel lisaenergiat. Lisaseadmeid, nagu raadio ja kliimaseade, saab sisse lülitada, kui sisepõlemismootor ei tööta. Akud laetakse pidurdamisel. Võrreldes täishübriididega osahübriididel on väiksemad akud ja väiksem elektrimootor. Seetõttu on nende tühimass ja tootmiskulud madalamad. Sellise disaini näide oli täissuuruses Chevrolet Silverado Hybrid, mida toodeti aastatel 2005–2007. Ta säästis kuni 10 protsenti. sisepõlemismootori välja- ja sisselülitamisel ning energia taaskasutamist pidurdamisel.

Hübriidide ja elektriliste hübriidid

Teisele hübriidide kategooriale tuleks anda rohkem aega, mis on mõnes mõttes järjekordne samm "puhta elektri" poole. Need on hübriidsõidukid (PHEV), mille akud elektriline ajam saab laadida ka välisest allikast (6). Seega võib PHEV-i pidada hübriidi ja elektrisõiduki hübriidiks. See on varustatud laadimispistik. Tänu sellele on ka akud kordades suuremad, mis tähendab, et on võimalik paigaldada võimsam elektrimootor.

6. Hübriidauto skeem

Tänu sellele kulutavad hübriidautod vähem kütust kui klassikalised hübriidid, suudavad tavaliselt ilma mootorit käivitamata "vooluga" sõita umbes 50-60 km ning on ka parema jõudlusega, sest hübriidid on sageli kõige võimsamad valikud. see mudel.

PHEV elektrisõiduki sõiduulatus on kordades suurem kui selle funktsioonita hübriidsõidukil. Need paarkümmend kilomeetrit on täiesti piisavad linnasõitudeks, tööle või poodi sõitmiseks. Näiteks sisse Skoda Superb iV (7) Aku suudab salvestada kuni 13 kWh elektrit, mis võimaldab nullheite režiimis läbida kuni 62 km. Tänu sellele, kui pargime oma hübriidi koju ja naastes koju, saame keskmiseks kütusekuluks 0 l/100 km. Sisepõlemismootor kaitseb akut tühjenemise eest kohas, kus pole ligipääsu jõuallikale, ning loomulikult võimaldab pikkadel sõitudel mitte muretseda sõiduulatuse pärast.

7. Skoda Superb iV hübriid laadimise ajal

võrdselt oluline tüüpi hübriidid varustatud võimsate elektrimootoritega Skoda Superb iV selle parameetrid on 116 hj. ja pöördemoment 330 Nm. Tänu sellele ei kiirenda auto mitte ainult kohe (elektrimootor veab autot sama kiiresti, ükskõik mis kiirusega see parasjagu sõidab), sest Skoda teatab, et Superb kiirendab 60 km/h-ni 5 sekundiga, suudab auto kiirendada ka 140 km/h – see võimaldab sõita pingevabalt ja heitmevabas režiimis näiteks ringteedel või kiirteedel.

Sõidu ajal saavad autot jõuallikaks tavaliselt mõlemad mootorid (sisepõlemismootori jõuallikaks on elekter, mistõttu kulub vähem kütust kui tavalisel autol), kuid gaasi vabastamisel, pidurdamisel või ühtlasel kiirusel sõitmisel hakkab sisepõlemismootor. sisepõlemismootor lülitab mootori välja ja alles pärast seda elektrimootor veab rattaid. Nii et masin töötab täpselt nagu klassikaline hübriid ja taastab energiat samamoodi - iga pidurdamisega taastub energia ja läheb elektrivooluna akudesse; edaspidi aitab see just nimelt tagada, et sisepõlemismootorit saaks sagedamini välja lülitada.

Esimese pistikühendusega hübriidsõiduki tõi Hiina tootja BYD Auto turule 2008. aasta detsembris. See oli F3DM PHEV-62 mudel. Maailma populaarseima elektriauto pistik-hübriidversiooni esmaesitlus, Chevrolet Volttoimus 2010. aastal. T.oyota esilinastus 2012. aastal.

Kuigi kõik mudelid ei tööta samal viisil, saab enamik neist töötada kahes või enamas režiimis: "kõik elektriline", kus mootor ja aku annavad kogu auto energia, ja "hübriid", mis kasutab nii elektrit kui ka bensiini. PHEV-id töötavad tavaliselt täiselektrilises režiimis, töötades elektriga kuni aku tühjenemiseni. Mõned mudelid lülituvad hübriidrežiimile pärast maanteel sihtkiiruse saavutamist, tavaliselt umbes 100 km/h.

Peale ülalkirjeldatud Skoda Superb iV on tuntumad ja populaarsemad hübriidmudelid Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e ja X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Hübriidid meresügavustest taevani

Seda tasub meeles pidada hübriidajam kasutatakse mitte ainult sõiduautode ja autode segmendis üldiselt. näiteks hübriidajamid kasutage diiselmootorid või turboelektriline raudteevedurite, busside, veoautode, mobiilsete hüdromasinate ja laevade toiteks.

Suurtes struktuurides näeb see tavaliselt välja selline diisel/turbiin mootor juhib elektrigeneraatorit või hüdropumpmis käitab elektri/hüdraulilist mootorit. Suuremates sõidukites väheneb suhteline võimsuskadu ja kaablite või torude, mitte mehaaniliste komponentide kaudu energia jaotamise eelised muutuvad ilmsemaks, eriti kui võimsus kantakse üle mitmele ajamisüsteemile, nagu rattad või propellerid. Kuni viimase ajani oli raskeveokitel väike sekundaarenergia varu, näiteks hüdroakud/akud.

Mõned vanimad hübriidkujundused olid mittetuumaallveelaevade ajamidtöötab toordiiselmootorite ja veealuste akudega. Näiteks II maailmasõja allveelaevad kasutasid nii jada- kui ka paralleelsüsteeme.

Vähemtuntud, kuid mitte vähem huvitavad kujundused on kütuse-hüdraulilised hübriidid. 1978. aastal muutsid Minneapolise Minnesota Hennepini kutse- ja tehnikakeskuse õpilased Volkswagen Beetle'i. bensiini-hüdrauliline hübriid valmis osadega. 90ndatel töötasid Ameerika insenerid EPA laborist välja "petrohüdraulilise" käigukasti tüüpilise Ameerika sedaani jaoks.

Testauto saavutas segatud linna- ja maanteesõidutsüklites kiiruseks umbes 130 km/h. Kiirendus 0-100 km/h oli 8-liitrise diiselmootoriga 1,9 sekundit. EPA hinnangul lisasid masstoodetud hüdrokomponendid auto hinnale vaid 700 dollarit. EPA testimisel testiti Ford Expeditioni bensiini-hüdraulilist hübriidkonstruktsiooni, mis kulutas linnaliikluses 7,4 liitrit kütust 100 kilomeetri kohta. USA kullerfirma UPS opereerib praegu kahte seda tehnoloogiat kasutavat veokit (8).

8. Hüdrauliline hübriid UPSi teenistuses

USA sõjavägi on katsetanud Humvee hübriidmaasturid aastast 1985. Hindamistes märgiti lisaks suuremale dünaamikale ja kütusesäästlikumale ka näiteks nende masinate väiksem termiline tunnus ja vaiksem töö, mis, nagu arvata võib, võib sõjalistes rakendustes suure tähtsusega olla.

Varajane vorm meretranspordi hübriidajam mastides olid laevad purjedega ja Aurumootorid teki all. Teist näidet on juba mainitud diisel-elektriline allveelaev. Laevade uuemate, kuigi taas vanamoodsate hübriidjõusüsteemide hulka kuuluvad muuhulgas suured tuulelohed sellistelt ettevõtetelt nagu SkySails. Pukseerimislohede vedamine nad võivad lennata mitu korda kõrgemal kui kõige kõrgemad laevamastid, püüdes kinni tugevamad ja ühtlasemad tuuled.

Hübriidkontseptsioonid on lõpuks leidnud tee lennundusse. Näiteks lennuki prototüüp (9) oli varustatud hübriidse vahetatava membraanisüsteemiga (PEM) kuni mootori toiteallikasmis on ühendatud tavapärase propelleriga. Kütuseelement annab kogu võimsuse kruiisifaasi jaoks. Õhkutõusmisel ja tõusul, mis on kõige energianõudlikum lennusegment, kasutab süsteem kergeid liitiumioonakusid. Demonstratsioonilennuk on ka Dimona mootorpurilennuk, mille on ehitanud Austria firma Diamond Aircraft Industries, mis tegi lennuki konstruktsioonis muudatusi. 16,3-meetrise tiibade siruulatusega lennuk suudab kütuseelemendist saadavat energiat kasutades lennata kiirusega umbes 100 km/h.

9 Boeingi kütuseelementide näidislennuk

Kõik pole roosa

On vaieldamatu, et hübriidsõidukite konstruktsiooni keerukuse tõttu kui tavasõidukite puhul kompenseerib sõidukite heitkoguste vähenemine need heitkogused. Hübriidsõidukid võivad vähendada sudu tekitavate saasteainete heitkoguseid kuni 90 protsenti. ja vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid poole võrra.

Vaatamata sellele, et Hübriidauto tarbivad vähem kütust kui tavaautod, on endiselt muret hübriidauto aku keskkonnamõju pärast. Enamik hübriidautode akusid jaguneb tänapäeval kahte tüüpi: nikkel-metallhüdriid või liitiumioon. Mõlemat peetakse siiski keskkonnasõbralikumaks kui pliiakusid, mis praegu moodustavad enamuse bensiinisõidukite käivitusakudest.

Siinkohal tuleb märkida, et andmed ei ole üheselt mõistetavad. Üldised toksilisuse ja keskkonnaga kokkupuute tasemed nikkelhüdriid akud loetakse palju madalamaks kui juhtumil pliiakud või kaadmiumi kasutamine. Teised allikad väidavad, et nikkel-metallhüdriidakud on palju mürgisemad kui pliiakud ning ringlussevõtt ja ohutu kõrvaldamine on palju koormavamad. On näidatud, et erinevatel lahustuvatel ja mittelahustuvatel nikliühenditel, nagu nikkelkloriid ja nikkeloksiid, on hästi tuntud kantserogeensed toimed, mis on kinnitust leidnud loomkatsetes.

Patareid litowo-jonowe Nüüd peetakse neid atraktiivseks alternatiiviks, kuna neil on kõigist akudest kõrgeim energiatihedus ja need suudavad toota rohkem kui kolm korda suuremat pinget kui NiMH akuelemendid, säilitades samal ajal suure mahu. Elektrienergia. Need akud toodavad ka rohkem võimsust ja on tõhusamad, vältides suuremal määral energia raiskamist ja tagavad suurepärase vastupidavuse ning aku eluiga läheneb auto omale. Lisaks vähendab liitiumioonakude kasutamine auto üldmassi, lisaks võimaldab saada 30 protsenti. parem kütusesäästlikkus kui bensiinimootoriga sõidukitel, millega kaasneb CO heitkoguste vähenemine₂.

Kahjuks on vaatluse all olevad tehnoloogiad määratud sõltuma raskesti leitavatest ja kallimatest materjalidest. Alla mootori disain ja teised hübriidsõidukite osad vajavad muu hulgas haruldasi muldmetalle. näiteks düsproosium, haruldaste muldmetallide element, mis on vajalik erinevat tüüpi täiustatud elektrimootorite ja akusüsteemide tootmiseks hübriidjõusüsteemides. Või neodüüm, teine ​​haruldane muldmetall, mis on püsimagnetitega elektrimootorites kasutatavate ülitugevate magnetite põhikomponent.

Peaaegu kõik haruldased muldmetallid maailmas pärinevad peamiselt Hiinast. Mitmed mitte-Hiina allikad nagu Hoidase järv Põhja-Kanadas või Veldi mägi Austraalias on see praegu väljatöötamisel. Kui me ei leia alternatiivseid lahendusi, olgu siis uute maardlate või haruldasi metalle asendavate materjalide näol, siis kindlasti toimub materjalide hinnatõus. Ja see võib rööpast välja lüüa plaanid vähendada heitkoguseid, eemaldades järk-järgult bensiini turult.

Lisaks hinnatõusule on ka eetilist laadi probleeme. 2017. aastal paljastas ÜRO aruanne kuritarvitused lapsed koobaltikaevandustes, mis on meie roheliste tehnoloogiate, sealhulgas Kongo Demokraatliku Vabariigi (DCR) uusima põlvkonna elektrimootorite jaoks äärmiselt oluline tooraine. Maailm sai teada lastest, kes olid sunnitud töötama räpastes, ohtlikes ja sageli mürgistes koobaltikaevandustes juba nelja-aastaselt. ÜRO hinnangul sureb nendes kaevandustes igal aastal umbes kaheksakümmend last. Iga päev oli sunnitud töötama kuni 40 alaealist. Mõnikord on see meie puhaste hübriidide räpane hind.

Väljalasketoru uuendused on julgustavad

Siiski on häid uudiseid hübriidmeetodid ja üldine soov puhtamate autode järele. Teadlased on hiljuti välja töötanud paljulubava ja üllatava diiselmootorite lihtne modifitseeriminemida saab kombineerida elektriajamiga hübriidsüsteemides. Diiselajamid see võib muuta need väiksemaks, odavamaks ja hõlpsamini hooldatavaks. Ja mis kõige tähtsam, need on puhtamad.

Charles Muller ja kolm tema kolleegi Sandia riiklikus laboratooriumi uurimiskeskuses töötasid modifikatsiooni kallal, mida tuntakse Channel Fuel Injection (DFI-) nime all. See põhineb Bunseni põleti lihtsal põhimõttel. Teadlaste sõnul võib DFI vähendada heitgaaside emissiooni ja DPF-i kalduvust tahma ummistuda. Mulleri sõnul võiks tema leiutis isegi pikendada õlivahetusvälbasid, vähendades karteris oleva tahma kogust.

Kuidas see siis töötab? Pihustid tavalises diislikütuses tekitavad nad põlemiskambrites rikkalikke segusid. Teadlaste sõnul sisaldavad need alad aga kaks kuni kümme korda rohkem kütust, kui selle täielikuks põlemiseks vaja on. Sellise kütuse ülejäägi korral kõrgel temperatuuril peaks olema kalduvus moodustada palju tahma. DFI-kanalite paigaldamine võimaldab diislikütust tõhusalt põletada vähese tahma tekkega või üldse mitte. "Meie segud sisaldavad vähem kütust," selgitab Müller uut tehnoloogiat käsitlevas väljaandes.

Kanalid, millest härra Muller räägib, on torud, mis on paigaldatud väikesele kaugusele düüsiavadest väljumise kohast. Need on paigaldatud silindripea alumisele küljele pihusti kõrvale. Müller usub, et need valmistatakse lõpuks kõrge temperatuurikindlast sulamist, et taluda põlemisel tekkivat soojusenergiat. Tema sõnul jäävad tema meeskonna poolt välja töötatud leiutise rakendamisega kaasnevad lisakulud siiski väikeseks.

Kui põlemissüsteem toodab vähem tahma, saab seda tõhusamalt kasutada. heitgaaside ringlussevõtu süsteem (EGR) lämmastikoksiidide, NOx vähendamiseks. Lahenduse arendajate hinnangul võib see vähendada mootorist väljuva tahma ja NOx kogust kümnendikuni praegusest. Samuti märgivad nad, et nende kontseptsioon aitab vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid.₂ ja muud globaalset soojenemist põhjustavad ained.

Ülaltoodu pole ainult signaal, et võib-olla ei jäta me nii kiiresti hüvasti diiselmootoritega, millest paljud on juba loobunud. Põlemisajami tehnoloogia innovatsioon on hübriidide kasvava populaarsuse taga oleva mõtte jätk. See on väikeste sammude strateegia, mis vähendab järk-järgult sõidukite keskkonnakoormust. Tore on tõdeda, et sellesuunalised uuendused ei ilmne mitte ainult hübriidi elektrilises osas, vaid ka kütuses.