19
Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Strojarski fakultet Slavonski Brod Hibridni pogon u automobilima Igor Lukić 12128760 Slavonski Brod, rujan 2014.

Hibridni pogon u automobilima.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

Strojarski fakultet Slavonski Brod

Hibridni pogon u automobilima

Igor Lukić

12128760

Slavonski Brod, rujan 2014.

Page 2: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Sadržaj:

1. UVOD ................................................................................................................................. 3

2. TIPOVI HIBRIDNIH SUSTAVA ...................................................................................... 5

2.1 Serijski pogon .............................................................................................................. 5

2.2 Paralelni pogon ............................................................................................................ 6

3. RAZINE HIBRIDIZACIJE U VOZILIMA ........................................................................ 7

3.1 Potpuno hibridno vozilo .............................................................................................. 7

3.2 Umjereno hibridno vozilo ............................................................................................ 8

3.3 Plug-in hibridno vozilo ................................................................................................ 8

4. POTROŠNJA GORIVA KOD HIBRIDNIH VOZILA ...................................................... 9

5. NOVOSTI KOD HIBRIDNIH VOZILA .......................................................................... 10

6. TOYOTA PRIUS .............................................................................................................. 14

6.1 Dizajn i tehnologija ................................................................................................... 14

6.1.1 Atkinson ciklus ................................................................................................... 15

7. ZAKLJUČAK .................................................................................................................. 18

8. LITERATURA ................................................................................................................. 19

Page 3: Hibridni pogon u automobilima.pdf

1. UVOD

Još od kada je Ferdinand Porsche razvio Lohner-Porsche prvo hibridno vozilo 1898. godine

(benzin – električno vozilo), a koji je poslužio kao daleki predak Toyote Prius, kružile su

razne kontroverze po pitanju najboljeg rješenja za eko vozila. Energetska kriza i rast cijena

goriva u 2000. godini su bili uzrokom porasta popularnosti hibridnih vozila. Osim toga,

hibridna vozila su sva ona motorna vozila, koja osim klasičnog pogona na motor sa

unutrašnjim izgaranjem (motor SUI) imaju alternativni (dodatni) izvor energije ili goriva.

Vrste alternativnih pogona/goriva su biodizel, etanol, metanol, električni pogon, tekući naftni

plin (LPG/LNG) i komprimirani plin (CNG), vodik, komprimirani zrak, itd.

Slika 1.1. Lohner – Porsche prvo hibridno vozilo

Razlog uvođenja hibridnih vozila na svjetsko tržište je konstatno smanjenje zaliha goriva i

povećanje zagađenja okoline od strane ispušnih plinova iz motora SUI. Ova dva uvjeta

rezultiraju konstatnim pooštravanjem zakonske regulative, koju trebaju ispuniti motorna

vozila u više osnova (npr. smanjenje zapremine i buke motora (i buke vozila općenito), te

štetnih komponenti u ispušnim plinovima, itd.).

Page 4: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Hibridni sustav predstavlja pogon koji u sebi objedinjuje dva ili više raznorodnih motora, koji

rade u kombinaciji. Hibridni sustavi se mogu podijeliti na:

- slabe (nisu u stanju da se kreću bez rada motora SUI),

- jake (mogućnost kretanja bez motora SUI).

Obje vrste hibridnih vozila podržane su sa start/stop opcijom. Na ovaj način smanjuje se

potrošnja goriva zbog toga što motor ne radi na praznom hodu. Obje vrste hibrida zahtjevaju

uređaje za akumulaciju električne energije (baterije).

Hibridna tehnologija u automobilima je postala raširena nakon 1990. godine. Prvo masovno

proizvedno hibridno vozila je Toyota Prius, o kojem ću dalje u seminaru pisati, u Japanu i

pušteno u prodaju 1997. godine. Nakon toga slijedi Honda Insight 1999. godine u SAD-u i

Japanu. Audi Duo III je bio uveden 1997., na platformi Audi A4 karavana, i bio je jedini Duo

ikada proizveden u serijskoj proizvodnji. Duo III koristi 1,9 litarski TDI motor, u kombinaciji

sa elektromotorom od 21 kW. Nažalost, zbog niske potražnje za ovim hibridom i svoje visoke

cijene, samo oko šezdeset Audi Duo vozila je proizvedeno. Do objavljivanja Audi Q7 Hybrid

u 2008. godini, Duo je jedini europski hibrid ikada pušten u proizvodnju. Nakon toga slijede,

Honda Civic hibrid od 2002. godine, te Ford Escape hibrid (SUV vozilo) od 2005. godine. U

2005. godini Toyota Highlander hibrid i Lexus RX 400h sa pogonom na sva četiri kotača,

koriste elektromotor za pogon zadnje osovine.

Prednosti hibridnog pogona:

- dobra radna karakteristika (električni motor osigurava konstantno visok okretni

moment i na niskom broju okretaja,

- mala emisija ispušnih plinova.

Nedostaci hibridnog pogona:

- visoka cijena,

- veća masa.

Page 5: Hibridni pogon u automobilima.pdf

2. TIPOVI HIBRIDNIH SUSTAVA

U primjeni na vozilima postoje dvije vrste hibridnog pogona: serijska i paralelna. Ovdje će

biti objašnjene osnovne karakteristike ta dva tipa pogona. Uz to moguća je i kombinirana

veza.

2.1 Serijski pogon

Struktura serijskog pogona prikazana je na slici. Motor SUI pokreće generator koji proizvodi

električnu energiju za pogon vozila i punjenje baterija. Elektromotor se koristi generiranom

energijom i pogoni vozilo. Taj sustav se naziva serijskim jer su motor SUI i elektromotor u

seriji. Serijski hibrid može se koristiti motorom SUI manje snage koji će raditi s boljim

stupnjem korisnosti i isporučivati energiju elektromotoru i puniti baterije. Električni strojevi -

generator i motor su iste strukture i reverzibilni, mogu raditi kao generatori i motori. Ovisno o

značajkama elektromotora i njegovih sposobnosti da radi u širem području promjene broja

okretaja pri konstantnoj snazi, u strukturi pogona se može naći i mjenjač brzina s dva ili više

stupnjeva. Takav pogonski sustav se najviše primjenjivao za pogon brodova, no sada se

primjenjuje i na vozilima. Njegova prednost je što je motor SUI odvojen od kotača vozila,

tako da je veća sloboda u rasporedu komponenata, napose elektromotora kojih može biti više -

smješteni u kotače vozila ili po pogonskim osovinama.

Serijski hibrid može raditi kao čisti električni pogon - s isključenim motorom SUI - sve dok u

baterijama ima energije. S obzirom na to da elektromotor sam pogoni vozilo energijom koju

je generirao motor SUI, ta dva agregata čine približno istu količinu rada (energije). To je

mana tih hibrida jer se ukupna količina isporučene energije iz motora SUI transformira u

električnu, pa ponovno u mehanički rad, pri čemu se znatna količina energije gubi u toj

transformaciji.

Slika 2.1. Osnovna struktura serijskog pogona.

Page 6: Hibridni pogon u automobilima.pdf

2.2 Paralelni pogon

Struktura paralelnog hibridnog pogona je prikazana na slici. Kod paralelnog hibrida, motor

SUI pogoni vozilo, a elektromotor koristeći se energijom iz baterija dodaje snagu kada je to

potrebno, ovisno o uvjetima vožnje. Taj sustav se naziva paralelnim jer je protok energije

prema pogonskim kotačima paralelan od motora SUI i elektromotora. Baterije se pune kada

zahtjev vozila za snagom nije veliki, te elektromotor u ulozi generatora proizvodi električnu

energiju. Taj sustav ima jednostavniju strukturu, no s obzirom na to da ima samo jedan

električni stroj ne može simultano puniti baterije i dopunjavati pogon vozila. Ako se

elektromotor kod tog sustava odvoji od motora SUI kvačilom, tada i taj sustav može

funkcionirati kao čisti električni pogon u granicama raspoložive energije u baterijama i snage

elektromotora.

Slika 2.2 Paralelni pogon je karakterističan po tome što elektromotor asistira pogon kada je

potrebna veća snaga ili veći okretni moment

Paralelni hibrid koristi se, dakle, motorom SUI kao glavnim pogonskim agregatom, dok

elektromotor samo asistira kada je potrebna veća snaga - pri ubrzavanju vozila ili svladavanju

uspona. Stoga motor SUI obavlja mnogo veći rad nego elektromotor. Takav sustav može

ostvariti veću uštedu goriva na otvorenoj cesti kada motor SUI može raditi na optimalnom

režimu.

Oba sustav , serijski i paralelni, imaju svojih prednosti i nedostataka. Međutim, u praksi se

primjenjuju i razne kombinacije oba sustav . Jedna od najuspješnijih takvih kombinacija je

serijsko/paralelni hibrid koji je razvila Toyota (THS - Toyota HybridSystem), a ugrađen je u

automobil Toyota Prius.

Page 7: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Slika 2.3. Kombinacija serijskog i paralelnog pogona

3. RAZINE HIBRIDIZACIJE U VOZILIMA Fullhybrid (potpuno hibridno vozilo) Mildhybrid (umjereno hibridno vozilo) Plug-inhybrid (hibridno vozilo sa priključkom na javnu elektro mrežu)

3.1 Potpuno hibridno vozilo

Potpuno hibridno vozilo, ponekad se naziva i jako hibridno vozilo, je vozilo koje može

pokretati samo motor sa unutrašnjim izgaranjem (motor SUI), ili samo baterije (akumulator),

ili kombinacija motora SUI i baterija.

Npr., Fordov hibridni sustav, Toyotin Hybrid Synergy Drive i General Motors / Chryslerov

dva načina rada hibridna tehnologija su potpuno hibridni sustav . Toyota Prius, Ford Escape

hibrid, te FordFusion hibrid su primjeri potpunog hibrida, jer se ovi automobili mogu kretati

samostalno nabaterije. Potrebna je velika baterija sa visokim kapacitetom za samostalno

kretanje vozila. Ova vozila imaju odvojene tokove snage od izvora energije (motora SUI ili

Page 8: Hibridni pogon u automobilima.pdf

baterije), prema pogonskim kotačima. Na ovaj način se omogućava veća fleksibilnost vozila

iskorištavajući mehaničku i električnu energiju.

3.2 Umjereno hibridno vozilo

Umjereno hibridno vozilo, je vozilo koje se ne može voziti samo na električni motor, jer

električni motor nema dovoljno snage za pogon vozila. Umjereno hibridno vozilo uključuje

samo neke karakteristike, koje se nalaze u hibridnoj tehnologiji, a obično se postižu

ograničene uštede goriva, do 15 posto u gradskoj vožnji i 8 do 10 posto ukupne eksploatacije

vozila. Umjereno hibridno vozilo je u biti konvencionalno vozilo sa starter motorom,

omogućujući da se motor SUI isključi, kada je mjenjač u neutralnom položaju, kada vozilo

koči ili je zaustavljeno, ali i ponovno brzo i čisto startanje motora SUI kada vozilo krene.

Elektromotor je često smješten između motora SUI i mjenjača, zauzimajući mjesto pretvarača

okretnog momenta, te se koristi kao izvor dodatne energije pri ubrzanju vozila. Dodatna

oprema može raditi koristeći električnu energiju elektromotora, dok je motor SUI isključen,

kao i u ostalim hibridnim izvedbama elektromotor se koristi kao generator pri procesu kočenja

vozila. U odnosu na potpuno hibridno vozilo, umjereno hibridno vozilo ima manju bateriju i

manji, slabiji elektromotor / generator, koji omogućuje proizvođačima da smanje troškove i

masu vozila.

3.3 Plug-in hibridno vozilo

Plug-in hibridno vozilo (PHEV), također poznat kao plug-in hibridno vozilo, je hibridno

vozilo sa punjivim baterijama, koje se mogu puniti povezivanjem priključka na vanjski izvor

električne energije. PHEV ima karakteristike oba, konvencionalnog i hibridnog vozila, s

elektromotorom i motorom SUI. PHEV ima mnogo veći potpuno električni radijus kretanja

vozila u odnosu na benzin-električno hibridno vozilo, a motor SUI služi kao rezerva u slučaju

kada su baterije potrošene.

Slika 3.1. Javna priključna stanica za plug-in vozila

Page 9: Hibridni pogon u automobilima.pdf

4. POTROŠNJA GORIVA KOD HIBRIDNIH VOZILA

Trenutna Hibridna Elektronička vozila (HEV) smanjuju potrošnju goriva pod određenim

okolnostima, u odnosu na neka druga, slična konvencionalna vozila, prvenstveno putem tri

načina rada:

1. Smanjenje otpadne energije tokom praznog hoda ili male izlazne snage, u pravilu kada

je motor SUI isključen,

2. Iskorištenjem otpadne energije (tj. regenerativnog kočenja),

3. Smanjenjem veličine i snage motora SUI, a time i neučinkovitosti, koristeći dodatnu

snagu od električnog motora za kompenzaciju gubitaka pri maksimalnoj snazi koju

proizvodi mali motor SUI.

Bilo koja kombinacija ove tri primarne prednosti hibrida mogu se koristiti u različitim

vozilima ostvarujući različite potrošnje goriva, energije, emisije ispušnih plinova, mase vozila

i cijene vozila. Motor SUI u HEV vozilu može biti manji, lakši i efikasniji od onog u

konvencionalnom vozilu, jer se u slučaju potrebe za većom snagom i okretnim momentom

aktivira elektromotor. Od pogonskog sustava u vozilu se zahtijeva rad u rasponu određenih

brzina i snaga, ali najveća učinkovitost motora SUI je u uskom rasponu rada motora, a što čini

konvencionalna vozila neučinkovitim. Naprotiv, u većini HEV vozila, motor SUI radi svojom

najvećom učinkovitošću. Krivulja snage kod elektromotora je bolja u odnosu na motor SUI, te

može pružiti znatno veći okretni moment pri niskim brojevima okretaja. Veća ekonomičnost u

potrošnji goriva kod HEV vozila implicira smanjenje potrošnje goriva i emisije ispušnih

plinova.

Osnovni zahtjev svakog električnog i hibridnog vozila je postojanje izvora električne energije.

Električna energija se transformira u mehaničku pomoću električnih motora namijenjenih za

pogon vozila. Najčešće korišteni izvor električne energije je baterija – akumulator. Prisutni su

različiti tipovi uređaja za skladištenje električne energije. Kod standardnih vozila, akumulator

predstavlja jedini element za skladištenje električne energije. Kod hibrida, baterije moraju

kontinuirano spremati električnu energiju, ali isto tako i davati. Svaka baterija se sastoji od

dvije ili više ćelija međusobno povezanih. Kapacitet baterije se obično definira u amper

satima. Ampersat (Ah) definira kapacitet baterije, tj. definira koliko vremena jedna baterija

može davati određenu jakost struje.

Najzastupljeniji tipovi baterija za električna i hibridna vozila su:

• litium - ionske (Li-ion)

• litium - polimerske (Li-poly)

• (Na/NiC12)

• nikl – metal - vodik (NiMH),

• nikl - kadmij (NiCd),

• olovo - kiselina

Page 10: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Slika 4.1 . Usporedba različitih tipova baterija

Baterije se mogu konfigurirati u serijsku ili paralelnu vezu. Odabir konfiguracije zavisi od

izlaznog napona i karakteristika pražnjenja. Paketi baterija uključuju elektroniku koja je

smještena na vanjskoj strani omotača snopa baterija. Zadatak elektronike je da nadgleda

proces punjenja, pražnjenja, moguću pojavu kratkog spoja i prekomjernog pražnjenja.

5. NOVOSTI KOD HIBRIDNIH VOZILA

Hyundai Elantra LPI (Liquefied Petroleum Injected) hibrid je pušten u prodaju u 2009. godini.

Hyundai Elantra je umjereno hibridno vozilo i prvi hibrid adaptiran za upotrebu naprednih litij

- polimernih (Li-Poly) baterija. Hyundai Elantra LPI hibrid omogućava ekonomičnost goriva

od 5,6 l/100 km i emisijom CO2 od 99 g/km, kako bi se zadovoljili uslovi SULEV-a (Super

UltraLowEmissionVehicle).

Mercedes-Benz S400 BlueHybrid pušten u prodaju 2009. godine u SAD. Ovo je umjereni

hibrid i prvi hibridni automobil adaptiran na Li - ion bateriju. Hibridna tehnologija u S400 je

razvijena od strane Daimler AG i BMW. Ista hibridna tehnologija se koristi u BMW-u

ActiveHybrid 7, i puštena je u prodaju sredinom 2010. godine u SAD-u i Europi. U 2009.

godini BMW je počeo prodaju potpuno hibridnog vozila BMW X6 ActiveHybrid. Nakon

toga, 2010. godine slijedi Honda CR-Z u Japanu i Europi, itd.

Page 11: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Slika 5.1. Hibridno vozilo BMW ActiveHybrid 7

Slika 5.2. Motor SUI + elektromotor + mjenjač (presjek)

Page 12: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Slika 5.3. Li-ion baterije (presjek)

Slika 5.4. Elektromotor + hidrodinamički transformator okretnog momenta + mjenjač

Page 13: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Za razliku od klasičnih hibrida, Porsche 911 GT3 R Hybrid za pohranjivanje električne

energije ne koristi baterije, već sofisticiranu tehnologiju (KERS) čija okosnica je zamašnjak

smješten iza vozačevog sjedišta. Kratica KERS (Kinetic Energy RecoverySystem) je sistem

(baterija) za spremanje (prikupljanje) kinetičke energije dobivene kočenjem

(regenerativebreaking), koja se kasnije može koristiti pri ubrzanju vozila. Prednosti u odnosu

na baterije kriju se u manjoj masi i mogućnosti bržeg apsorbiranja energije. Kako radi KERS

sistem?

Najstariji i najprirodniji način pohrane energije jeste putem zamašnjaka. Suvremeni

zamašnjaci se mogu okretati preko 60.000 o/min. Velike centrifugalne sile kontroliraju se

putem kompozitnih fiber vlakana, a gubici kod brtvljenja (koji su nezaobilazni kod sklopova)

riješeni su time što se cijeli sustav okreće u vakumiranom prostoru. Veza ovog sustava sa

sustavom prijenosa snage na vozilu može biti ostvarena putem CVT mjenjača (kontinuirani

prijenosnik – najčešći slučaj). U ovisnosti od proizvođača, kompletan sustav ima masu do 25

kg.

1, 5 – napajanje elektronike, 2 – dva elektromotora (po jedan za svaki kotač), 3 – kablovi

visokog napona, 4 – KERS baterije; (pogon prednje osovine sa dva elektromotora, a stražnje

osovine motor SUI)

Slika 5.1. Hibridno vozilo Porsche GTR 3

Page 14: Hibridni pogon u automobilima.pdf

6. TOYOTA PRIUS

Toyota Prius je potpuno hibridno vozilo, ujedno je i jedno od najčišćih vozila koje se prodaje

u SAD – u temeljeno ne emisiji štetnih ispušnih plinova.

Prius je prvo hibridno vozilo koje se masovno proizvodilo. Prodaje se u više od 70 zemalja sa

prodanih više od 2 milijuna vozila.

Slika 6.1. Toyota Prius

6.1 Dizajn i tehnologija

Prius je kombinirani potpuni hibrid, tj. vozilo koje je pogonjeno sa motorom SUI i električnim

motorom. Taj vrlo vješto kombinirani hibridni pogon ostvaruje velike uštede goriva (u

gradskoj vožnjii više od 50%), tako da je Toyota Prius jedan od najuspješnijih hibrida. No,

Toyota Prius je specifična po tome što je njen benzinski motor posebne izvedbe, zasnovan na

Atkinsonovom ciklusu sagorijevanja koji omogućava veći stupanj toplinskog iskorištenja

(ovaj ciklus sagorijevanja je kombinacija Otto i Diesel ciklusa sagorijevanja). Otpor strujanju

vjetra iznosi 0.25 (0.29 za model iz 2000. godine). Gume sa malim koeficijentom otpora

kotrljanju se koriste da bi se smanjio faktor trenja između gume i ceste. U SAD-u i Kanadi

vakuumska bočica se koristi za spremanje vrućeg hladila kad je vozilo van upotrebe za

ponovno korištenje kako bi se smanjilo vrijeme grijanja motora. A za pogon se koristi

Atkinsonov ciklus.

Kad se vozilo uključi sa Power tipkom, odmah je spremno za vožnju sa električnim motorom,

dok elektroničke pumpe griju motor sa prethodno spremljenim hladilom prije nego je motor

SUI uključen. Ovaj postupak je doveden do tolike mjere savršenosti da se može točno reći

koliko to vrijeme iznosi a to je 7 sekundi.

Page 15: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Baterije koje koristi su baterije visoke voltaže, poznate kao baterije za vožnju, i 1v – voltne

baterije poznate kao baterije male voltaže. Baterije za vožnju su baterije od 38 zapečaćenih

NiMH modula i proizvode 273.6 volta, 6.5 Ah i teže 53.3 kg. Normalno se napune 40 – 60%

ukupnog kapaciteta kako bi se produžio vijek trajanja i omogućila rezerva spremanja energije

regenerativnog kočenja. Svaki set baterija koristi 10 – 15 kg lantana i svaki prius elektromotor

koristi 1 kg neodimija. Izrada auta je opisana kao najveći potrošač rijetkih zemljinih

elemenata. Baterija niske voltaže je ključna za startanje automobila jer pruža početnu energiju

računalu.

Slika 6.2. NiMH baterija kod Toyota Prius vozila

6.1.1 Atkinson ciklus

Atkinson ciklus je primijenjen kod današnjih četverotaktnih benzinaca sa ciljem povećanja

efikasnosti potrošnje goriva. Čak je 10 posto efikasniji od uobičajenih četverotaktnih motora,

ali ima i jednu manu, a to je da iz iste radne zapremine izvlači manje snage.

Kod četverotaktnih motora Atkinsonov režim rada podrazumijeva da se usisni ventil zadrži

još neki, određeni, vremenski period otvorenim kako bi se, dok počinje takt sabijanja, dio

plinova -smjese koja je ušla u cilindar vratila nazad u usisnu granu. Na ovaj način se smanjuju

gubici u snazi izazvani potlakom koji nastaje u usisnoj grani. Ovdje se radi o tome da se dio

snage iskoristi prilikom otvaranja ventila za početak usisavanja, to jest, savladavanje potlaka

koji vlada u usisnoj grani (pogrešno nazivanim vakuumom). Vraćanjem dijela usisane smjese

se u usisnoj grani smanjuje nastali potlak i motor manje snage troši prilikom samog početka

usisavanja i usisavanja smjese.

Page 16: Hibridni pogon u automobilima.pdf

U cilindru se, radi vraćanja dijela smjese u usisnu granu kroz usisni ventil, nalazi manje

smjese nego bi se nalazilo u klasičnom četverotaktnom motoru. Ovo znači da prostor u koji

treba sabiti smjesu, kako bi se pripremila za takt sagorijevanja-ekspanzije, treba biti manji.

Manji prostor za sabijanje smjese u odnosu na ukupnu zapreminu cilindra je takozvani stupanj

sabijanja (kompresije). Kod benzinaca se kreće otprilike oko 1:8 do 1:11, dok se kod

Atkinsonovog režima rada ovaj stupanj kompresije penje na 1:13,5 (odnos zapremnine koju

zauzima sabijena smjesa i zapremnine cilindra). Ovo direktno implicira bolje iskorištenje

goriva, ali ovakvi motori ne mogu razviti najveću snagu kakvu bi razvili da se usisni ventil

ranije zatvori i zadrži sav fluid koji je ušao u cilindar. No zato su efikasniji u potrošnji goriva,

i za isti rad potroše manje goriva, jer se prilikom širenja iskoristi više napravljenog rada. To je

on razlika u stupnju kompresije 13,5 na primjer naprema 11, gdje dakle jedinica sagorjelih

plinova duže vrši pritisak na čelo klipa, i duže koristi sagorjelo gorivo.

Konkretno na primjeru, motor sa Atkinsonovim režimom rada od dva litra zapremine bi

mogao razviti najveću snagu kao neki motor manje zapremine, no zato bi efikasnije trošio

gorivo, jer bi iskoristio i jedan dio takta ekspanzije koji inače napusti cilindar u taktu

ispuhavanja u ispušni sistem.

Slika 6.3. Potrošnja goriva u gramima po kilowatu, u zavisnosti od broja okretaja

Gornja ilustracija: Atkinsonov režim rada je efikasan u određenom broju okretaja. Dijagram

gore, pokazuje da se najefikasniji režim rada motora proteže od 1.600 do 2.710 okretaja u

minuti radilice motora, kada se utroši najmanje grama goriva za jedinicu dobivene snage

motora.

Page 17: Hibridni pogon u automobilima.pdf

Analogija se može povući na dizel motore, točnije objasniti njihovu veću efikasnost od

benzinskih motora. Kod dizel motora je stupanj kompresije reda veličina čak 1:18 i više.

Oni motori sa ovakvim načinom rada, ali sa dodatnim punjačima se nazivaju motori sa

Atkinson - Millerovim režimom rada, a ovo je poželjno kada se od motora traži više snage pri

većem broju okretaja.

Atkinsonov ciklus rada je efikasan u nekom određenom intervalu broja okretaja, obično od

2.000 do 4.500 okretaja radilice motora. Čak se i radilica kod ovakvih motora ne postavlja

centralno ispod centra cilindara, nego se pomakne u jednu stranu. Na ovaj način se smanjuje

trenje koje treba savladati i poboljša prelazak takozvane "mrtve točke" koja se inače prelazi

zamašnjakom. Mrtve točke su točke kada je radilica u najvišem ili najnižem položaju. U

ovom položaju bi bilo nemoguće dobivanje rada, jer pritisak klipnjače se ne prenosi

ekscentrično nego direktno na os radilice (koljenasto vratilo). Vrtnjom zamašnjaka određene

mase, koji je kruto spojen za radilicu, ovi položaji se prođu bez problema.

Kod motora sa Atkinsonovim ciklusom rada, motor trpi manja naprezanja, što znači da se

može upotrijebiti lakša konstrukcija, a ona opet implicira lakše podmazivanje i manje gubitke

snage na savladavanje trenja.

Ponekad se motor sa Atkinsonovim ciklusom naziva i petotaktnim motorom, gdje je i onaj dio

ispuhivanja dijela usisane smjese nazad u usisnu granu označen kao jedan takt.

Page 18: Hibridni pogon u automobilima.pdf

7. ZAKLJUČAK

Hibridna vozila su neminovnost koja predstoji u autoindustriji (putnička i teretna vozila), a

kako vrijeme bude prolazilo ovakvih vozila će biti sve više, a njihova cijena sve manja. Po

mom mišljenju pogon kod hibridnih vozila i sama hibridna vozila još uvijek nisu došli do

svog vrhunca i mislim da u bližoj budućnosti ni neće prvenstveno zbog tehnologije izrade

baterija koja još uvijek nije na svom vrhuncu i baterije koje su sada dostupne nisu dovoljno

jake da bi mogle izdržati pogon automobila kod dužih putovanja.

Page 19: Hibridni pogon u automobilima.pdf

8. LITERATURA

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_electric_vehicle

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Prius#EV_mode

[3] http://www.automotosvijet.com/index.php/auto-tehnika/4289-atkinsonov-reim-rada

[4] http://cars.about.com/cs/familysedans/a/hybrid_explain.htm