Journal of Engineering and Techniques avaldas XXI sajandi autotööstuse hübridiseerimise kohta uurimistöö. Lühilugude sarjas võtame ulatusliku teadustöö peatükkide kaupa kokku: mis on hübriidajam, milliseid ajameid autotootjad arendavad ning mis sellest kõigest meile (ja keskkonnale) kasu on?
India Pune ülikooli mehhaanikainsener Ojas M. Govardhan keskendub oma teadustöös autotööstuse ühele 21. sajandi tähtsamale väljakutsele, leida alternatiivseid nn üleminekuaja lahendusi sisepõlemismootoritele. Töö avaldati ajakirja Journal of Engineering and Techniques 2017. aasta sügisnumbris.
HEV, kus tavamootorit toetab elektriajam, on praegusel ajahetkel üks mõistlikumaid viise üleminekul ajastusse, kus fossiilkütuste kasutamine on viidud miinimumini.
Kütusesäästlikkuse ja madalama heitmetaseme saavutamisel on XXI sajandi autotööstuse üheks väljakutseks saanud hübridiseerimine.
Mis on hübriidajam?
HEV (hybrid electric vehicle, hübriidelektrisõiduk) koondab endas energiat, mis on pärit erinevatest allikatest, kombinatsioonides diisel-elekter, kütuseelement-aku, bensiin-hooratas. Hübriidajameid on mitut liiki ja osale neist ei leidu isegi head eestikeelset vastet.
Hübriidajam koosneb kahe jõuallika kombinatsioonist. Harilikult üks salvestab energiat akumulaatorisse ja teine toodab kütusest energiat. Selliselt toetatakse kahte erinevat jõuseadmesüsteemi või ühendatakse need üheks jõuülekandeseadmeks.
Mõnel hübriidil toodetakse elektrienergiat aga generaatori abil, mille paneb tööle sisepõlemismootor (IC). Seda tuntakse kui mootori-generaatori kombinatsiooni, mida kasutatakse nii sõiduki akude laadimiseks või otseselt elektrimootorite käitamiseks.
Sugugi mitte kõik sõidukid ei ole hübriidid: näiteks veok, mis kasutab diiselkütust generaatori käitamiseks, mis omakorda paneb tööle rattaid vedavad elektrimootorid, ei kuulu hübriidide hulka. Kui veokil on elektrienergiat salvestav aku, mis aitab kaasa peamise veojõuallika tööle, on tegu hübriidiga.
Kaks veojõuallikat võivad olla ühendatud kas jadana või paralleelselt. Seeriaühenduse korral laeb IC akusid ja need omakorda annavad jõudu elektrimootorile, mis veab edasi sõidukit. Paralleelühenduse puhul toodavad sisepõlemis- kui ka elektrimootor mõlemad veojõudu.
JADANA ÜHENDATUD VEOJÕUALLIKAD
PARALLEELHÜBRIID
JADA-PARALLEELÜHENDUSEGA AJAM
Mida tähendab regeneratiivne pidurdus?
Regeneratiivne pidurdus on üks neist uutest tehnoloogiatest, mida hübriidsõidukitel kütusetõhususe eesmärgil kasutatakse.
Kui tavapärasel sõiduki pidurdamisel toimub hõõrdumisel energiakadu, siis regeneratiivne pidurdus muundab kineetilise energia elektrienergiaks.
Eesti keele sõnavaras kohtab regeneratiivse pidurduse kõrval ka mõisteid “rekuperatsioon” ja “pidurdusenergia tagasilaadimine”.
Hübriidajam on loodud kombineerides täiselektrilise ja fossiilkütusel liikuva sõiduki komponente. Elektriautol (e-auto, EV) on M/G (mootor/generaator), mis võimaldab regeneratiivset pidurdust.
Hübriidile paigutatud M/G võimaldab samuti regeneratiivset pidurdust. HEV M/G on paigutatud kohe mootori kõrvale. Näiteks Honda hübriididel on M/G ühendatud otseselt mootoriga.
Mis on start-stopp süsteem?
Start-stopp-süsteemi puhul lülitatakse sisepõlemismootor välja siis, kui sõiduk on peatunud ja taaskäivitatakse vajadusel, mis vähendab kütusekulu ja heitmetaset. (Vaata siit, kuidas toimib Boschi start-stopp).
Kaksikajam vajab väiksemat sisepõlemismootorit ja seega tekitab vähem heitmeid võrreldes sama suurusklassi ainult bensiinimootoriga sõidukiga.
Kokkuvõtte tegi: Lena Murd. Joonised: Bosch, Ojas M. Govardhan. Kaanepilt: Toyota Camry
