hybridní pohon se setrvačníkem | Trendy | autoweek.cz

Hybridní pohon se setrvačníkem

30.11.2009 | Rybecký Vladimír | Trendy

Cílem projektu KinerStor je demonstrovat uskutečnitelnost nízkonákladových setrvačníkových hybridních systémů. Původně byl vyvíjen pro formuli 1, ale mohl by se stát dostupným pro sériová auta.

Poté, co se podařilo zajistit částečné financování pokračování projektu KinerStor ze strany britskou vládou podporované Strategické rady pro technologii byly o něm zveřejněny podrobnosti. Projektu KinerStor má prokázat uskutečnitelnost nízkonákladových setrvačníkových hybridních systémů.

Projekt KinerStor povede firma Ricardo a bude se na něm podílet konsorcium průmyslových partnerů, jako jsou společnosti CTG, JCB, Land Rover, SKF, Torotrak a Williams Hybrid Power.

Použitím cenově relativně dostupných setrvačníkových hybridních systémů by bylo možné ušetřit až 30 % paliva a samozřejmě i stejnou měrou snížit množství emisí CO2. Výdaje na jeden vyrobený kus by přitom měly být nižší než 1000 liber (tj. méně než 30 000 Kč), což by hybridním vozidlům umožnilo ve velkém vstoupit na masový trh i v cenově dostupných segmentech.

V rámci projektu bude probíhat výzkum a snižování rizik jednotlivých rozhodujících subsystémů setrvačníku. Ty se pak spojí dohromady a systém se bude optimalizovat pro dvě formy patentovaného zařízení.

Jednou z nich je kombinace mechanicko-magnetického systému setrvačníku vyvíjeného firmou Ricardo (je známý pod obchodním názvem Kinergy) a druhým elektro-mechanická jednotka vyvíjená firmou Williams Hybrid Power. Oba tyto systémy se začaly vyvíjet jako KERS (Kinetic Energy Recovery System) pro formuli 1, ale ani jeden se nepodařilo včas dokončit dříve, než byl KERS po dohodě týmů postaven mimo hru (v roce 2009 ve F1 používané KERS byly elektronické systémy s akumulátory, jejichž vývoj stál mnoho desítek milionů dolarů, aniž by přinesly očekávaný efekt).

Setrvačníkové systémy, vyvíjené partnery konsorcia KinerStor, jsou ideální pro případné použití v osobních automobilech, a to od malých cenově dostupných modelů pro masový trh až po velká luxusní SUV. Jejich využití je možné také v podobě nízkonákladových kompaktních systémů pro uchovávání energie, které lze využít v průmyslových a stavebních zařízeních. Cílem týmu sdruženého v projektu KinerStor je navrhnout, vyrobit a ověřit v praxi řadu prototypových jednotek tak, aby po dokončení byly vyvíjené technologie připraveny pro instalaci ve vozidlech, k testování a předvádění.

Konsorcium KinerStor propojuje rozhodující množství odpovídajících dovedností a odborných znalostí ve specializovaných oborech včetně pokročilých setrvačníkových systémů. Projekt je zaměřen na technologie nových materiálů včetně nízkonákladových kompozitních vláken a speciální oceli, převodná ústrojí s plynulou změnou převodového poměru, konstrukce ložisek a spojek, zapojení pohonného systému a výroba automobilů ve velkém. Struktura projektu umožní vývoj společných klíčových technologických řešení, která je možné přizpůsobit individuálním potřebám automobilek. Přínosem pak bude úspora paliva a snížení emisí CO2.

Ředitel pro technologii skupiny Ricardo Neville Jackson k tomu řekl: "Vývoj vysoce optimalizované technologie, založené na setrvačníku, nabízí šanci na účinnou a nízkonákladovou hybridizaci, kterou lze použít u cenově dostupných automobilů s následným přínosem v podobě hospodárnosti a snížení emisí CO2. Skupinu Ricardo těší její postavení v čele konsorcia KinerStor, které shromažďuje zásadní množství dovedností a odborných znalostí v této důležité oblasti budoucí automobilové technologie."

 

Jak setrvačníkové systémy rekuperace energie pracují? Při brzdění se získává kinetická energie, jejíž pomocí se roztáčí setrvačník z uhlíkových kompozitů s hmotným kovovým věncem. Při rozjezdu či akceleraci se energie od setrvačníku opět připojuje k energii pohonné jednotky. Mechanický systém, na němž pracuje Ricardo a Torotrak, sestává ze setrvačníku, který je propojen s pohonnou jednotkou prostřednictvím převodu s proměnlivým převodovým poměrem (CVT). Tento převod umožňuje roztočit setrvačník pro uložení energie a poté ji opět využít k přenosu zpět. Když má pohonná jednotka v CVT vyšší otáčky, roztáčí se setrvačník, pokud má nižší, předává setrvačník svou energii pohonné jednotce.

Systém Williamsu roztáčí setrvačník pomocí motor/generátoru a jeho prostřednictvím také zpětně využívá jeho energii.

Nad použitím setrvačníku ale je několik otazníků. Setrvačník se totiž roztáčí na otáčky 60 000 až 100 000/min. To samozřejmě představuje velké riziko z hlediska bezpečnosti i s ohledem na hlučnost. Především ale není jasné jak eliminovat precesní moment a gyroskopickou reakci nepříznivě ovlivňující chování vozidla.