|
Главной характеристикой автомобиля будущего должна быть его экологическая чистота. Эта проблема охватывает весь комплекс воздействий автомобиля на окружающую среду не только при его эксплуатации, но и в процессе производства, начиная от разработки железорудных месторождений, сырье из которых на металлургических заводах перерабатывается в металл для автомобилей. Свою долю в экологическую проблему производства автомобилей вносит и химическая промышленность, производя краски, пластмассы, кислоты и т.д.
Некоторое снижение токсичности выбросов автомобиля обеспечивает переход на газообразное топливо. Это требует установки на автомобиль дополнительного оборудования для хранения газа, транспортировки его к двигателю и смесеобразования перед подачей в цилиндры. В зависимости от вида газа (сжатого или сжиженного) емкости для хранения имеют различные вместимость, прочностные характеристики и массу. Например, 550 л сжатого до давления 20 МПа (200 кгс/см2) газа эквивалентны 100 л дизельного топлива. Но для хранения такого количества сжатого газа нужны прочные стальные баллоны. Разница в массе по сравнению с обычным баком для дизельного топлива составляет 700 кг. Поскольку сжатый газ хранится в баллонах небольшой емкости, то должно быть много баллонов, которые будут занимать значительный объем.
Сжиженный газ хранят в баллонах, занимающих меньший объем, используют также теплоизолированные баллоны, но стоимость этих баллонов высока. Кассеты с газовыми баллонами устанавливают, как правило, под полом автобуса, хотя иногда встречается расположение баллонов на крыше.
В трансмиссии автобуса установлен электромагнитный тормоз-замедлитель. Газ к двигателю внутреннего сгорания подается через редукционный и смесительный паровоздушный клапаны и регулятор давления. Распределитель зажигания обеспечивает подачу высоковольтного электрического импульса на свечи зажигания, осуществляющие воспламенение рабочей смеси в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.
Для городского транспорта, движущегося с частыми остановками и использующего режим разгон — торможение, разработаны и изготовлены экспериментальные образцы гибридных силовых агрегатов, которые иногда называют комбинированными. Одной из таких разработок является созданный компанией «Вольво» дизельный автобус с маховиковым накопителем энергии. Использование таких накопителей обеспечивает более экономичное расходование топлива за счет аккумулирования энергии вращающимся маховиком. При торможении автомобиля осуществляется раскрутка маховика, который на режиме торможения играет роль тормоза замедлителя. В последующем запасенная маховиком энергия используется при разгоне. Этот процесс называют рекуперативным торможением, а экономия топлива с использованием таких режимов достигает 15...25 %.
Конструктивная схема трансмиссии автомобиля с маховиковым накопителем энергии. По этой схеме в условиях города, когда движение происходит с частыми остановками, используется энергия маховика, а двигатель внутреннего сгорания подключается лишь для поддержания его вращения. Применение двигателя только для подкрутки маховика позволяет ему работать на установившихся режимах с наименьшей токсичностью отработавших газов. Бесступенчатая трансмиссия в гибридной силовой передаче должна согласовывать частоту вращения маховика и колес и передавать вращение в обоих направлениях при разгоне и торможении.
Фирмой «Дженерал электрик» разработан гиробус – автобус, использующий инерционный аккумулятор энергии. Электрическая обратимая машина выполняет функции тягового электродвигателя, а на режиме торможения работает как генератор для подпитки второй обратимой электрической машины, связанной с маховиком при его раскрутке. Таким образом, при торможении электродвигатель работает в режиме генератора передает свою энергию через электронный блок управления и электрическую машину (генератор) маховика, которая при этом работает как электродвигатель, раскручивая маховик. На режиме разгона раскрученный маховик вращает соединенную с ним электрическую машину, которая теперь работает в режиме генератора От генератора питается машина, работающая сейчас как тяговый двигатель.
Автобус массой около 13 т проходит расстояние 5,5 км, получая энергию от маховика массой 1,5 т.
Используют также устройства типа штанг троллейбуса для раскрутки маховика в течение 90 с на остановках от контактной электросети.
Использование гибридных (комбинированных) силовых установок дает возможность значительно увеличить запас хода автомобиля (автобуса). Разработаны гибридные силовые установки (например, для автобуса фирмы «Мерседес-Бенц»), обеспечивающие его эксплуатацию как в городе, так и на загородных маршрутах. В городе он используется как электромобиль, а на загородных маршрутах, где требования к экологической чистоте автотранспорта не такие высокие, включается дизель, приводящий во вращение электрический генератор питания тягового электродвигателя. Для этого на автобусе установлен дизель в блоке с электрическим генератором, от которого питается электродвигатель с системой воздушного охлаждения в приводе ведущего моста. В городских условиях дизель-генераторная установка выключена и питание тягового электродвигателя осуществляется от аккумуляторных батарей через электронную систему управления. Аккумуляторные батареи имеют свою автономную систему охлаждения.
Аналогичная конструкция с гибридной силовой установкой использована итальянской металлостроительной фирмой «Биггс энд Страттон» для легкового автомобиля. В автомобилях с гибридной силовой установкой масса аккумулятора значительно меньше, чем в электромобиле.
| 
О проекте
Автомобили будущего