31.12.2017. Autor: Matko Jović

Električni pogon uređaja motora: remen i lanac gube bitku sa strujom

Pojednostavljuje mehaniku, omogućava precizniju i jednostavniju regulaciju te smanjuje gubitke i otpore, čime poboljšava performanse te smanjuje potrošnju goriva i štetne emisije

Klipni mehanizam je pokretač motora (i automobila), a da bi pravilno funkcionirao potreban je niz pomoćnih uređaja koji također zahtijevaju pogon čime se troši dragocjena energija. Tu su prije svega uljna pumpa, razvodni mehanizam (ventili), pumpa rashladne tekućine te električni generator (alternator). Postoje i uređaj koji nisu neophodni za rad motora, ali su uobičajeni te također trebaju pogon kao što je servo pumpa upravljača odnosno pogon kompresora klima uređaja. Svi ovi uređaji (osim uljne pumpe koju pokreće zupčanički sklop povezan s radilicom) pogone se lancem ili remenom. U čemu je problem s remenjem i lancima i možemo li bez njih? 

Osnovni problem je u tome što se za pogon remena (ili lanca) troši određena snaga koja se oduzima motoru čime se u konačnici povećava i potrošnja goriva. Iako se ne radi o velikoj snazi po uređaju ukupna snaga iznosi nekoliko kilovata, što nije zanemarivo. Drugi problem je održavanje mehaničkih komponenti te mogućnosti regulacije. U cilju smanjenja potrošnje, odnosno smanjenja količine CO2 proizvođači posežu za različitim rješenjima, a jedno od njih je i zamjena mehaničkog pogona pomoćnih sustava električnim. Ovo u konačnici dovodi do izbacivanja remenja i ugradnje električnih motora koji umjesto njih pogone odgovarajuće uređaje. 

Kako ostvarujemo uštedu budući da i elektromotori trebaju snagu (odnosno električnu energiju) za pogon? Izbacivanjem remenja i lanaca smanjuju se mehanički gubici koji su neizbježni kod mehaničkog pogona. Druga, i najvažnija, prednost je činjenica da za razliku od remena koji stalno oduzima snagu motoru, elektromotor pogoni uređaj samo onda kad je to potrebno. Također, s električnim pogonom je moguća znatno bolja regulacija rada uređaja koji je se kod mehaničkog pogona regulira isključivo brzinom vrtnje motora dok se kod električnog pogona može regulirati potpuno neovisno i u puno većem rasponu. 

Vjerojatno ste za toplih dana primijetili kako ventilator nastavlja raditi i nakon što ste isključiti motor kako bi snizio temperaturu rashladne tekućine što je nemoguće kod mehaničkog pogona. Na tržištu, uz električne, već postoje i hibridni modeli koji uopće nemaju remenja, a neposredna budućnost je tzv. mikrohibridni pogon koji dodatnu struju neće koristiti za pogon vozila već isključivo za pogon električnih potrošača. Ovisnost o elektrici i elektronici druga je strana medalje, uz prednosti u učinkovitosti i štedljivosti, bit će teško bilo napraviti izvan servisa



POGON VENTILATORA: za hlađenje hladnjaka rashladnog sustava motora prvi uređaj kod kojeg je remen zamijenjen elektromotorom što je omogućilo masovnu primjenu poprečnih motora



ELEKTROMEHANIČKI SERVO VOLANA: u trenutku kad vozač okrene upravljač aktivira se elektromotor i preko mehanizma osigura dodatni moment što vozaču olakšava posao. Elektromotor radi samo kad je potrebno, a cijeli mehanizam je bitno jednostavniji, nego u slučaju hidrauličkog



ELEKTROMAGNETSKI VENTILI: osim što u ovom slučaju nema bregastog vratila niti njegova pogona, ovaj sustav omogućuje neograničene mogućnosti upravljanja ventilima.



ELEKTRIČNI KOMPRESOR: iznimno brza reakcija, jednostavno upravljanje i mali gubici razlog su sve češće ugradnje električnih kompresora kao dodatka turbokompresorima



ELEKTRIČNI VARIJATOR FAZE VENTILA: elektromotor osigurava relativni zakret bregastog vratila kako bi se omogućila promijenila vremena otvaranja ventila. Novi Lexus LS 500 s bi-turbobenzincem  3.5 V6 koristi električni VVT za bregasta vratila usisnih ventila, a za bregasta od ispušnih, zbog visokih temperatura i dalje se koristi hidraulički sustav.



ELEKTRIČNA ULJNA PUMPA: potopljena je u karteru i pogoni se preko radilice. Električna uljna pumpa ima manje gubitke te bolju regulacije protoka ulja i bolje podmazivanje.



ELEKTRIČNA TOPLINSKA PUMPA: već je u upotrebi za grijanje i hlađenje električnih i hibridnih automobila, a uskoro je možemo očekivati i kod onih s klasičnim motorima



ELEKTRIČNE KOČNICE: električna parkirna (ručna) kočnica već je uobičajena pojava, a postoje i prototipovi s električnim aktiviranjem glavnih, treba samo riješiti pouzdanost i redundanciju



ELEKTRIČNA PUMPA RASHLADNE TEKUĆINE: klasična pumpa rashladne tekućine pogonjena je remenom i aktivira se startanjem motora. Brzina vrtnje i protok pumpe ovisni suo brzini vrtnje motora i pumpa radi sve vrijeme dok radi i motor. Dok je motor hladan pumpa ne bi trebala raditi, a jednako tako ne može raditi nakon isključivanja motora. Zamjenom mehaničkog pogona elektromotorom pumpa radi samo kad je potrebno čime se troši manje energije, a moguća je i bolja regulacija pa se protok može povećati ako je vani visoka temperatura ili ako auto radi na mjestu kako bi se spriječilo pregrijavanje.




CHR



Vulkal gume