Yδραυλικά υβριδικά!

H μείωση κατανάλωσης και εκπομπής ρύπων των επιβατικών αυτοκινήτων αποτελεί στόχο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Άλλωστε έως το 2015 όλα τα μοντέλα του στόλου κάθε κατασκευαστή οφείλουν, σύμφωνα με την Ε.Ε., να μην εκπέμπουν πάνω από 130 γρ./χλμ CO2, τιμή που το 2020 θα πέσει στα 95 γρ./χλμ. Βελτίωση του βαθμού απόδοσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης, μείωση του βάρους και βελτίωση της αεροδυναμικής, ηλεκτροκίνηση και εναλλακτικά υβριδικά συστήματα είναι οι απαντήσεις της αυτοκινητοβιομηχανίας. Και η έρευνα και εξέλιξη συνεχίζεται με γοργούς ρυθμούς: Στην εφαρμογή της σχετικά νέας υδραυλικής υβριδικής τεχνολογίας σε επιβατικά αυτοκίνητα σχεδιάζουν να προχωρήσουν από κοινού PSA (Citroen-Peugeot) και Bosch. To εν λόγω σύστημα έχει επινοηθεί από τις αρχές τη δεκαετίας του '80 από τη Volvo Flygmotor, εξελίχθηκε πρόσφατα από την αμερικανική υπηρεσία προστασίας του περιβάλλοντος, ενώ διατίθεται ήδη από την εταιρεία Εaton για βιομηχανικές εφαρμογές, ειδικά οχήματα και φορτηγά.

Όπως τα ηλεκτρικά υβριδικά αυτοκίνητα -που χρησιμοποιούν έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης και ένα ηλεκτρικό μοτέρ, αποθηκεύοντας ενέργεια σε μια μπαταρία-, έτσι και τα υδραυλικά υβριδικά βασίζονται στο συνδυασμό κινητήρα εσωτερικής καύσης (βενζίνης ή ντίζελ), υδραυλικής αντλίας και υδραυλικού συσσωρευτή και διακρίνονται κι αυτά, ανάλογα με τη διάταξή τους, σε εν σειρά και παράλληλα συστήματα. Η υπό εξέλιξη εφαρμογή της PSA-Bosch θα είναι παράλληλη και θα επιτρέπει στο αυτοκίνητο να κινείται είτε με το συμβατικό, μηχανικό τρόπο, είτε αμιγώς υδραυλικά, είτε συνδυαστικά. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, το υδραυλικό υβριδικό σύστημα ανακτά την ενέργεια από το φρενάρισμα στη μορφή πεπιεσμένου υδραυλικού υγρού. Το εν σειρά σύστημα της Eaton διαθέτει έναν αναστρέψιμο κινητήρα-αντλία που είναι συνδεδεμένος στον άξονα μετάδοσης κίνησης μέσω ενός συμπλέκτη και δυο συσσωρευτών. Όταν ο οδηγός πατάει το φρένο, η αντλία ωθεί το υδραυλικό υγρό από ένα χαμηλής πίεσης ρεζερβουάρ σε έναν υψηλής πίεσης συσσωρευτή, αυξάνοντας την πίεση του περιεχομένου αερίου αζώτου στα 5000 psi. Κατά τη διάρκεια της επιτάχυνσης, το σύστημα αλλάζει από τη λειτουργία της αντλίας στη λειτουργία του κινητήρα. Το αέριο άζωτο ωθεί το υδραυλικό ρευστό πίσω στον συσσωρευτή χαμηλής πίεσης και ο κινητήρας εφαρμόζει ροπή στον άξονα μετάδοσης κίνησης. Όταν η πίεση στο συσσωρευτή υψηλής πίεση μειωθεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης παίρνει μπροστά για να κινήσει το αυτοκίνητο μέσω του υδραυλικού κινητήρα, ενώ παράλληλα η επιπλέον της απαιτούμενης ποσότητας υγρού υψηλής πίεσης αποθηκεύεται στο συσσωρευτή. Τα υδραυλικά υβριδικά οχήματα χρησιμοποιούν την υδραυλική ενέργεια για την επιτάχυνση προώθησης, κάτι το οποίο συνεπάγεται σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, ανάλογη μείωση της εκπομπής CO2 και βελτιωμένη επιτάχυνση, χάρη στη μεγάλη ισχύ των υδραυλικών συστημάτων.

Η εταιρεία UPS διαθέτει ήδη στόλο υδραυλικών υβριδικών φορτηγών διανομής στις ΗΠΑ, έχοντας διαπιστώσει μείωση της κατανάλωσης καυσίμου έως και κατά 35%. Για τα επιβατικά αυτοκίνητα οι πρώτες εκτιμήσεις μιλούν για μείωση κατά 30% στον ευρωπαϊκό κύκλο μέτρησης και έως και 45% σε αστική κίνηση. Για μικρές αποστάσεις, στις οποίες το αυτοκίνητο κινείται αμιγώς υδραυλικά, κατανάλωση και εκπομπή ρύπων είναι μηδενικές.

Στα πλεονεκτήματα των υδραυλικών υβριδικών συγκαταλέγονται ο μεγάλος βαθμός απόδοσης στην ανάκτηση ενέργειας από το φρενάρισμα που φτάνει στο 75% (σε αντίθεση με τα ηλεκτρικά συστήματα όπου δεν ξεπερνά το 25%), το χαμηλό κόστος κατασκευής και συντήρησης, ενώ δεν απαιτεί την εξέλιξης κάποιας ειδικής υποδομής. Στον αντίποδα μένουν να λυθούν προβλήματα θορύβου, μεγέθους και πολυπλοκότητας του συστήματος.

Πέρα από την PSA-Bosch, η Chrysler συνεργάζεται με την ΕΡΑ (αμερικανική υπηρεσία προστασίας του περιβάλλοντος) για την εξέλιξη ενός minivan με τετρακύλινδρο κινητήρα 2,4 λίτρων και αντλία 117 κ.εκ.

 

Παρακαλούμε περιμένετε ...