Tehnologie alternativă de acționare

Termenul vehicul verde (sinonim „metode alternative“) include concepte de acționare a vehiculelor , care din punct de vedere energetic sau să fie o soluție constructivă a răspândirii pe piață a tehnicilor de conducere diferă.

Cu astfel de tehnologii, se speră că problemele emergente ale acționărilor convenționale, cum ar fi poluarea mediului sau epuizarea surselor de combustibil fosil (petrol), pot fi rezolvate. Trecerea la unități alternative este piatra de temelie pentru o schimbare de energie în transport .

Diferite trasee de combustibil necesită cantități diferite de energie pentru a parcurge 100 km. De la stânga la dreapta: cărbune la electricitate la mașină electrică. Energie regenerabilă (de exemplu, eoliană sau fotovoltaică) pentru mașinile electrice alimentate cu baterii. Energie regenerabilă de la hidrogen la hidrogen. Petrol la motorină la mașinile cu motoare clasice cu ardere.

Electrificarea grupului de propulsie

UN TWIKE în Freiburg. TWIKE este disponibil în două variante de acționare: fie ca vehicul hibrid om-electric, fie ca vehicul electric pur.
Microbuz electric Micro-Vett din Roma
Tesla Roadster este o masina electrica

Aici sunt tratate conceptele de acționare, care constau în esență dintr-o combinație de acționări convenționale cu motoare cu ardere și o proporție mai mult sau mai puțin mare de componente de acționare electrică. În diagrama prezentată, sunt incluse și acționările convenționale fără componentă electrică. În cazul vehiculelor pur electrice și vehiculelor cu celule de combustibil (sau formelor mixte), în unele cazuri nu mai există nicio proporție convențională.

Unitate hibridă

La vehiculele hibride, conversia energiei și producția de energie sunt separate în timp de dispozitive de stocare a energiei și / sau două mașini de conversie a energiei sunt utilizate în paralel ( motor electric și motor cu ardere internă ). Bateriile sau condensatoarele dublu strat sunt utilizate pentru a stoca energie pentru partea electrică a unității .

În traficul urban, caracterizat prin deplasări mai scurte, viteze mai mici și accelerare și frânare frecvente, acționarea hibridă are de obicei avantaje în ceea ce privește consumul de energie. În traficul terestru, adică deplasări mai lungi la viteze mai mari, o unitate hibridă are un dezavantaj mai mare în ceea ce privește consumul de energie, deoarece în acest mod funcționează de obicei doar motorul cu combustie și unitatea hibridă are dezavantajul unei mase mai mari.

Exemple de unități hibride aflate în prezent în producție sunt Toyota Hybrid Synergy Drive si unitatea Voltec de la General Motors .

Transmisie electrică

Vehiculele electrice își trag de obicei energia din dispozitivele de stocare a energiei care sunt transportate la bord și care au fost suficient alimentate sau încărcate în prealabil. Celulele de combustibil generează electricitate direct dintr-un combustibil. Vehiculele solare transportă, de obicei, dispozitive mai mici de stocare a energiei și pot utiliza, de asemenea, celule solare pentru a absorbi electricitatea din energia solară. Cu toate acestea, pot circula numai vehicule și bărci cu consum redus de lumină cu lumina directă a soarelui, deoarece energia necesară pentru majoritatea vehiculelor este mult mai mare decât randamentul din celulele solare transportate de-a lungul (a se vedea și mașinile electrice , electromobilitatea )

Acționările electrice includ, de asemenea, cele a căror energie nu este stocată sub formă de electricitate (de exemplu, într-o baterie litiu-ion), ci sub forma unui combustibil care nu a fost încă transformat, cum ar fi hidrogenul. În acest caz , conversia ar avea loc într-o celulă de combustibil , iar energia electrică obținută în acest mod ar fi pusă la dispoziția unității. În acest caz, se vorbește despre un vehicul cu pilă de combustibil .

Combustibili alternativi cu un motor convențional cu ardere internă

Taxi cu gaze naturale în Bremen
Taxi Biodiesel (RME) în Graz
Patru modele tipice braziliene de tip flex-full de la diferiți producători, cunoscute în mod colocvial sub numele de Flex-Auto. Aceste vehicule rulează în orice amestec cu etanol și benzină.

Combustibilii alternativi pot contribui la reducerea dependenței de combustibili fosili și la scăderea emisiilor nete de CO 2 . Eficiența poate fi în continuare îmbunătățită, în special cu combustibili noi, care ar putea schimba bilanțul de mediu.

Combustibilii alternativi sunt deja folosiți la scară largă pentru traficul rutier convențional cu motoare cu ardere convenționale, în principal ca amestec la benzina sau motorina convențională. Pe întreg teritoriul UE, până la 10% etanol este adăugat benzinei convenționale și până la 7% ulei vegetal interesat ( biodiesel ) obținut din biomasă este amestecat cu motorina convențională .

Combustibilii alternativi necesită, de asemenea, o adaptare a tehnologiei auto. Acest lucru se poate referi la alimentarea cu combustibil, depozitarea în mașină, motorul cu ardere internă sau dispozitivele de siguranță.

hidrogen
Hidrogenul deschide un nou potențial pentru motoarele pe benzină datorită gradului său mare de aprindere și a numărului de octanici. Depozitarea în vase sub presiune este acum considerată rezolvată tehnic. Depozitarea sub formă lichidă nu ar mai mări semnificativ autonomia în comparație cu tehnologia de 700 de bari. Rezervoarele de lichid nu sunt compatibile cu opriri mai lungi, deoarece transferul de căldură duce la evaporare și la suflarea ulterioară a hidrogenului. → Vezi și: stocarea hidrogenului
Biodiesel
Biodieselul este deja pe piață în cantități mari, dar este utilizat în principal ca amestec.

Motoarele diesel pot funcționa, în principiu, cu biodiesel pur, dar majoritatea vehiculelor sunt omologate doar pentru maximum 10-20%, deoarece problemele tehnice au apărut la etanșări. Diluarea uleiului de motor este o altă problemă, dar ar putea fi monitorizată. Filtrele de particule pot fi utilizate în același mod ca și în cazul funcționării cu motorină.

Combustibil cu etanol
Astăzi, etanolul este utilizat în principal în aditivi ( ETBE ). Sistemele de injecție cu mai multe puncte pot tolera deja până la 20% etanol în combustibil (E20), sunt necesare și așa-numitele vehicule cu combustibil flexibil , care sunt proiectate pentru utilizarea combustibilului E85 (85% etanol, 15% Super Plus) ), însă poate fi acționat și cu benzină pură. Există motoare a căror performanță crește cu 20% atunci când se utilizează E85 în loc de benzină. Unitățile de comandă pentru adaptarea motoarelor pe benzină la E85 sunt în curs de dezvoltare.
BtL combustibil
Combustibilii sintetici promit mai puține probleme tehnice decât biomotorina din motor și permit un hibrid al principiului diesel și Otto. Spre deosebire de biodiesel, combustibilul BtL este obținut din întreaga instalație și nu doar din părțile centralei care conțin ulei. Prin urmare, are o bază mai largă de materii prime decât biodieselul și, prin urmare, este mai durabilă. Producția de astfel de combustibili a fost realizată până acum în fabricile pilot, astfel încât acestea nu sunt încă rentabile și nu sunt disponibile în cantități mari.
Vehicule cu gaze naturale
Gazul natural este mai puțin costisitor de implementat decât hidrogenul și este în prezent foarte popular datorită costurilor reduse, nu în ultimul rând în orașe, din cauza emisiilor relativ scăzute . Adaptarea motoarelor are încă potențial: motoare pe benzină cu injecție directă, foarte încărcate , se apropie de motoarele diesel din punct de vedere al eficienței . Bivalente motoare (gaz sau benzină) , în special , sunt mai puțin eficiente. Gazul natural este extras prin foraj și este, la fel ca benzina și motorina, o materie primă finită, fosilă. Deoarece teoretic eliberează cu până la 25% mai puțin CO 2 și semnificativ mai puțini poluanți în timpul arderii, este considerat o soluție de tranziție către alternative mai durabile (de exemplu, hidrogen, biogaz).
Gaz petrolier lichefiat ca combustibil, GPL
Gazele care sunt lichide la presiune scăzută sunt denumite gaz lichid. Acestea sunt hidrocarburi cu lanț mai lung, cum ar fi propan , propen , butan , buten sau compuși eterici , cum ar fi dimetil eterul (DME). Gazul petrolier lichefiat poate fi utilizat la vehiculele cu motor pe benzină ; Datorită presiunii scăzute de depozitare, rezervoarele din autoturisme pot fi toroidale și pot fi instalate în locul roții de rezervă , ceea ce mărește semnificativ autonomia generală a vehiculului fără a schimba portbagajul, deoarece rezervorul original de benzină este reținut. Spre deosebire de metan sau combustibili derivați din acesta , cum ar fi DME, CO 2 de economisire cu GPL este de 10-15%, emisiile poluante diminua drastic în comparație cu funcționare pe benzină. Metanul poate fi obținut și direct din biogaz sau gaz din lemn , în timp ce componentele autogazului (propan și butan) sunt produse secundare ale distilării țițeiului , de exemplu în producția de benzină. Prin urmare, acestea sunt surse finite de energie, dar nu trebuie extras niciun ulei suplimentar pentru a le extrage . Într-un anumit sens, se poate vorbi despre deșeurile produse din benzină și motorină.
Combustibil din ulei vegetal
Uleiul vegetal poate fi utilizat în motorul diesel în loc de motorina. Cu toate acestea, are tendința de a se rezina și nu mai curge când este rece. Abordarea acestor probleme a dus la dezvoltarea biodieselului.
Observații
Astăzi, acționările alternative sunt, de asemenea, utilizate pentru concepte de vehicule ineficiente, cum ar fi vehiculele sportive off-road . Deși acest lucru are ca rezultat îmbunătățiri relative, nu are efecte asupra mediului sau durabilității în comparație cu conceptele de vehicule sensibile. În special, creșterea motorizării distruge sustenabilitatea care poate fi realizată prin îmbunătățiri ale eficienței și concepte alternative de acționare.

Mai multe concepte

O serie de alte concepte sunt enumerate aici, deoarece reprezintă, de asemenea, unități alternative în sensul acestei leme. Cu toate acestea, trebuie presupus că acest lucru nu este asociat cu nicio relevanță economică în sectorul auto, fie din motive tehnice sau economice. Cu toate acestea, în alte sectoare, aplicațiile de nișă pot fi cu siguranță acoperite cu astfel de concepte, de exemplu în generarea staționară de energie sau în domenii critice în ceea ce privește generarea gazelor de eșapament.

Motoare alternative

Cerințe pentru utilizarea unităților alternative

Pentru a evita investițiile proaste costisitoare, tehnologiile trebuie să fie adaptate la aplicație, mai ales în cazul flotelor utilizate comercial, deoarece rareori combină toate avantajele motorului cu ardere internă în același timp. Cele mai importante criterii sunt:

  • Gamă
  • performanță maximă (accelerație, înclinări)
  • Stabilitatea sau constanța energiei stocate sau păstrate la bord
  • Procedură de realimentare acceptabilă din punct de vedere al siguranței, duratei și eficienței întregului lanț energetic de la sursă la roată
  • Siguranță pentru ocupanți și mediu

literatură

  • Helmut Tschöke (Ed.): Electrificarea trenului de acționare , Springer Vieweg, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-04643-9
  • Anton Karle: Electromobility: Basics and Practice , Hanser, ediția a doua actualizată, München 2017, ISBN 978-3-446-45099-8
  • Bernd Ostmann (Ed.): Unități alternative: Așa vom conduce în viitor , Motorbuch Verlag, Stuttgart 2011, ISBN 978-3-613-03346-7

Link-uri web

umfla

  1. ↑ Braess, Seiffert: Vieweg Handbook Motor Vehicle Technology , ediția 3 din 2003; P. 138