KERS sa zamašnjakom: zamišljen kao potpora toplinskim motorima, postaje adut električnih

Zamašnjak, kojeg pokreće kinetička energija pri kočenju, kratkotrajno služi za pogon automobila te se štedi gorivo, odnosno struja u litij-ionskim baterijama…

Povećava se učinkovitost pretvorbe energije, jer se skladištena mehanička energija direktno vraća u mehanički rad (pogon), a u eklektičnom regenerativnom kočenju mehanička se energija najprije pretvara u električnu, a ona potom ponovno u mehaničku…

Malo tko u djetinjstvu nije imao autić, kojega se u ruci, u dva kratka impulsa, ‘navijalo’ i potom pustilo da odjuri nekoliko metara. Tajna njegovog pogona je u mehanizmu za pohranjivanje kinetičke energije, s vertikalno ugrađenim zamašnjakom, zupčanicima spojenim sa stražnjim pogonskim kotačima.

U fazi prikupljanja energije mehanički prijenosnik djeluje kao multiplikator, a kad se energija treba povratiti i pretvoriti u pogon, kao reduktor. U prvoj se fazi smanjuje okretni moment i povećava brzina vrtnje, a u drugoj suprotno. U osnovi jednak sustav, naravno u sofisticiranoj izvedbi, razvija se za korištenje u hibridnim (PHEV) i električnim (EV) vozilima.

Za sustav su se najviše zagrijali stručnjaci kineske korporacije Geely, koja ‘pod kapom’ Volvo. Po tehničkoj terminologiji riječ je o sustavu Flywheel KERS (Kinetic Energy Recovery System), odnosno sustavu za povrat kinetičke energije, sa zamašnjakom. KERS je postao hit u bolidima Formule 1, a oni koriste elektroničke, koji generatorom u funkciji kočnice kinetičku energiju pretvaraju u električnu te nabijaju moćne kondenzatore, koji potom oslobađaju strujni impuls i preko elektromotora pokreću bolid.

Kineski su stručnjaci eksperimentirali i s čeličnim zamašnjakom, koji se pokazao previše masivnim, pa su na kraju zaključili da najbolje rješenje pruža zamašnjak od kompozitne plastike, ojačan ugljičnim vlaknima, promjera 200 mm i mase šest kilograma. Može se zavrtjeti na 60.000/min, a energija vrtnje se preko kontinuiranog automatskog prijenosnika (CVT) prenosi na diferencijal

KERS može biti pneumatski, hidraulički i mehanički. Jedina bitna razlika između KERS mehanizma autića-igračke i ovog u promjenjivom prijenosnom omjeru multiplikatora-varijatora. Rezultati su obećavajući, jer sustav kratkotrajno nudi 80 KS snage, što se može pridodati glavnom pogonu ili u intervalima do 30 sekundi samostalno pokretati automobil.

A time se potrošnja goriva/električne energije smanjuje za 20 posto. Tim bi se omogućilo povećanje dosega električnih vozila na 700 km, što je cilj kako bi se povećala njegova funkcionalnost. Uz kompozitni zamašnjak u kućištu, drugi najvažniji sklop je varijatorski CVT prijenosnik, kojim se osigurava iskorištenje kinetičke energije zupčanika u cjelokupnom rasponu brzine vrtnje zamašnjaka te omogućava njegovo ubrzavanje do 60.000/min i kod kočenja pri malim brzinama.

Snaga se prvim zupčastim reduktorom prenosi na CVT prijenosnik te se potom s dva zupčasta reduktora prenosi na diferencijal. Smanjenjem brzine vrtnje povećava se moment te je svaki sljedeći par zupčanika deblji. Kako bi se po potrebi mijenjao prijenosni omjer, ugrađen je hidraulički aktuatorski uređaj, kojim se osigurava najpovoljniji gradijent pada brzine vrtnje zamašnjaka, u svrhu što boljeg iskorištenja pohranjene mehaničke energije.

Mehanički KERS sustav priključen je na diferencijal preko jednosmjerne spojke (u suprotnom smjeru je prazan hod), na koji je paralelno priključen i elektromotor.

 

Komentari