Pohon vozidel Téma 2
KVM
Teorie vozidel
1
ÚSTROJÍ VOZIDEL zabezpečují pohyb vozidla a výkon jeho funkcí
ÚSTROJÍ
HLAVNÍ Ú.
LOŽNÉ Ú.
HNACÍ Ú.
BRZDÍCÍ Ú.
POHONNÉ Ú.
PŘEVODOVÉ Ú.
PRACOVNÍ Ú.
ŘÍDÍCÍ Ú.
JÍZDNÍ Ú.
Hnací ústrojí realizuje přenos výkonu od pohonného ústrojí k jízdnímu Způsoby přenosu výkonu: A. MECHANICKÝ B. ELEKTRICKÝ C. KOMBINOVANÝ (mechanicko- elektrický, mechanicko-hydraulický) D. VODÍKOVÝ POHON KVM
Teorie vozidel
2
A. MECHANICKÝ dělíme podle uspořádání pohonu kol Zadní P s M vpředu (klasický, standardní) 1890 René Panhard - přednosti: Umožňuje zástavbu dlouhých motorů s objemem >2.5 dm3 NA – při plném zatížení vynikající trakční vlastnosti Snadný přechod na 4x4
KVM
Teorie vozidel
3
A. MECHANICKÝ Zadní P s M vzadu (vše vzadu) prvotiny kočárových vozidel před r. 1890, Vývoj lidových vozů od r. 1930 – Porsche – typ 12 - 1931 - Ledwinka - T 77 - 1938
KVM
Teorie vozidel
4
A. MECHANICKÝ Zadní P s M vzadu (vše vzadu) Rozšíření po II. svět. válce: VW Brouk - 1938 -2003, VW 1500 Renault 4CV, R8, R10 Fiat 500, 600, 850 Sinca 1000 BMW 700, Hilman, NSU Tatra 58 - 1947, T 600, 603, 613 Škoda od r. 1964-1990 od 1959 F1 (Lotus) Výhody: • výborné trakční vlastnosti (zatížení ZN) • Snadnější sériová výroba
Nevýhody: • přetáčivost (poloha těžiště vzadu), chlazení motoru, • nízká variabilita interiéru
KVM
Teorie vozidel
5
A. MECHANICKÝ Přední P (vše vpředu) Vývoj od 1930 u firem DKW, Audi, Adler, Citroen 2CV
Historický mezník 1959 Austin Mini (BMC), později Mini Cooper, Austin Rower – nový směr pro úsporné OA v koncepci příčně uloženého agregátu mezi podběhy kol, Dnes 70% světové produkce OA
KVM
Teorie vozidel
6
A. MECHANICKÝ Přední P (vše vpředu) Výhody: výborná variabilita interiéru, mírná nedotáčivost, stabilita v přímém směru, dnes 70% OA Nevýhody: Horší trakční vlastnosti
T
100
Druh pohonu (%)
80
60
Pohon zadních kol
40
Pohon předních kol
20
Pohon všech kol
T 0 1900
1920
1940
1960
1980
2000
Rok
3) Přední i zadní Nejlepší trakční vlastnosti, terén, volný čas. Vyšší ztráty v převodech (3x R), vyšší spotřeba paliva. KVM
Teorie vozidel
7
B. ELEKTRICKÝ stejnosměrný – použití pro manipulační vozíky ve skladech a v projektech elektromobilů s nižším výkonem Lohner-Porsche Elektromobil – r.1900 2 elektrmobily v hlavách předních kol (2x2kW/120 min-1), v= 50km/h, baterie 90V, jízdní doba 3 hodiny. Citroen – 20kW/ 160V…..27x6V –NiCd (345 kg)
P
KVM
Teorie vozidel
EL
A
8
B. ELEKTRICKÝ střídavý – větší výkon – mezi motorem a akumulátorem je navíc měnič frekvence Asynchronní (Fiat, GM- 100KW, …) Synchronní (Nisan 62kW, Mazda, Suzuki, …) buzení rotoru permanentními magnety
Nisan Pivo 2 4 elektromotory uložené v kolech, Akumulátory Li-ion v podvozku, na němž se kabina otáčí (pivot)
Při akceleraci vyžaduje vozidlo rychlý výdej energie, což samotný akumulátor nezabezpečí. Proto se zavádí tzv. superkondensátor (K), který je schopen vydat svou energii velmi rychle a překlenout okamžité špičky a vyrovnat zatížení akumulátoru. Vybíjení a zpětné nabíjení kondensátoru řídí regulační člen (R).
A M K
KVM
EM
R
Teorie vozidel
9
B. ELEKTRICKÝ Jízdní vlastnosti elektromobilů (dojezd, rychlosti a stoupavost) závisí na kapacitě akumulátoru. Dnes jsou HiMH (nikel-metalhydridové) a z mobilů odvozené Li-ionové.
Toyota i-Real – jednomístný prostředek osobní mobility (Personal Mobility)
Nevýhody – vysoká hmotnost akumulátorů, cena, pomalé dobíjení, malý dojezd
Výhody – lokální ekologie (velkoměsta, lázně) KVM
Teorie vozidel
10
C. KOMBINOVANÝ
EM
hybridní (HEV – Hybrid Electric Vehicle) Mechanicko- elektrický Výhodou hybridních pohonů je, že akumulátor nemusí být příliš velký a lze ho kdykoliv dobíjet generátorem. Ideální režim provozu z hlediska lokální ekologie nastává, když pro jízdu ve městě se používá elektromotor a v otevřené krajině mezi městy spalovací motor.
KVM
A První sériově vyráběný Toyota Prius (rok 2000),
M
P SM G
SM – 53 kW EM – 33 kW- střídavý synchronní A - 270 V- NiMH Spotřeba paliva 3,6 l/100 km
Teorie vozidel
11
C. KOMBINOVANÝ Mechanicko- hydraulický
SM
G
Fy LINDE- regulace změnou objemu HM nebo G, HM v kolech Výhody: • Plynulá změna otáček, max. moment při nízkých otáčkách • Libovolné umístění zdroje energie (SM), těžiště • Hydraulické brždění Nevýhody: • vysoká cena, hmotnost, hlučnost •nízká účinnost (vyšší spotřeba energie) U pracovních strojů, kde potřebuji tlakovou kapalinu pro pracovní funkce, pojezd je druhotný. KVM
Teorie vozidel
12
D. VODÍKOVÝ POHON Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine) - MAN Nutzfahrzeuge (bus) BMW (BMW Hy 7)
Uskladnění vodíku v automobilu: CHG (Compressed Hydrogen Gas), 30 až 70 MPa LHG (Liquid Hadrogen Gas), - 253 °C (blízko absolutní nule -273°C) KVM
Teorie vozidel
13
D. VODÍKOVÝ POHON Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)
2H 2 4H 4e
Výroba elektrické energie na palubě vozidla pomocí elektrochemické reakce. H2 se na katodě rozloží na atomy a ty na ionty H+ a elektrony e-.
O2 2H2
-
+ 4H+
Ionty H+ migrují přes tuhý elektrolyt a na anodě se redukují s O2 a vytvářejí odpadní vodu a ztrátové teplo, účinnost 60-70%, studené spalování 80°C
4e-
2H2O
Elektrony obcházejí elektrolyt a vytvářejí elektrický proud
4H 4e O2 2H 2O
KVM
Teorie vozidel
14
