thời gian lai

Trong một tình huống khó có thể dồn hết tiền vào xe điện hoàn toàn, nếu chỉ vì phạm vi hoạt động vẫn chưa đạt yêu cầu, pin không đạt chuẩn, rắc rối khi sạc lâu và những lo lắng về lương tâm môi trường, thì các giải pháp hybrid trở thành một ý nghĩa hợp lý. Có thể thấy điều này trong kết quả bán xe.

Xe điện chiếc xe này trong một hệ thống điển hình được trang bị động cơ và một hoặc nhiều (1). Hệ thống truyền động điện có thể được sử dụng không chỉ để giảm tiêu thụ nhiên liệu mà còn để tăng công suất. Xe hybrid hiện đại sử dụng các phương pháp bổ sung để cải thiện hiệu quả năng lượng, chẳng hạn như. Trong một số ứng dụng, động cơ đốt trong được sử dụng để tạo ra điện năng cung cấp năng lượng cho động cơ điện.

1. Sơ đồ xe hybrid diesel-điện

Trong nhiều thiết kế lai khí thải nó cũng được giảm bớt bằng cách tắt động cơ đốt trong khi đỗ và bật lại khi cần thiết. Các nhà thiết kế cố gắng đảm bảo rằng sự tương tác với động cơ điện tối ưu hóa hoạt động của nó, ví dụ, khi động cơ đốt trong chạy ở tốc độ thấp, hiệu suất của nó thấp, vì nó cần nhiều năng lượng nhất để vượt qua lực cản của chính nó. Trong hệ thống hybrid, lượng dự trữ này có thể được sử dụng bằng cách tăng tốc độ của động cơ đốt trong đến mức phù hợp để sạc pin.

Gần như cũ bằng ô tô

Lịch sử của ô tô hybrid thường bắt đầu vào năm 1900, khi Ferdinand Porsche giới thiệu mẫu xe này tại Triển lãm Thế giới ở Paris. Hybrid Lohner-Porsche Mixte (2), chiếc xe hybrid diesel-điện đầu tiên trên thế giới. Vài trăm bản sao của chiếc máy này sau đó đã được bán. Hai năm sau, Knight Neftal chế tạo một chiếc xe đua hybrid. Năm 1905, Henri Pieper giới thiệu một loại hybrid trong đó động cơ điện có thể sạc pin.

Năm 1915, Woods Motor Vehicle Company, một nhà sản xuất xe điện, đã tạo ra mô hình Công suất kép với động cơ đốt trong 4 xi-lanh và một động cơ điện. Dưới tốc độ 24 km / h, chiếc xe chỉ hoạt động bằng động cơ điện cho đến khi cho đến khi hết pinvà trên tốc độ này, động cơ đốt trong đã được bật, có thể tăng tốc xe lên 56 km / h. Dual Power là một thất bại thương mại. Nó quá chậm so với giá của nó và quá khó lái.

Năm 1931, Erich Geichen đề xuất một chiếc ô tô có pin được sạc khi xuống đồi. Năng lượng được cung cấp từ một xi lanh khí nén, được bơm nhờ động năng bộ phận ô tô xuống dốc.

Sphục hồi năng lượng trong quá trình phanh, một phát minh quan trọng của công nghệ hybrid hiện đại, được phát triển vào năm 1967 bởi AMC cho American Motors và được đặt tên là Phanh tái tạo năng lượng.

Năm 1989, Audi cho ra mắt chiếc xe thử nghiệm Audi Duo. Nó đã song song lai dựa trên Audi 100 Avant Quattro. Chiếc xe được trang bị động cơ điện 12,8 mã lực dẫn động cầu sau. Anh ấy đã thu hút năng lượng từ pin niken cadmium. Cầu trước được dẫn động bởi động cơ xăng 2,3 lít 136 xi-lanh công suất 100 mã lực. Ý định của Audi là tạo ra một chiếc xe chạy bằng động cơ đốt trong ngoài thành phố và động cơ điện trong thành phố. Người lái đã chọn chế độ đốt cháy hoặc chế độ lái điện. Audi chỉ sản xuất mười bản sao của mẫu xe này. Sự quan tâm của khách hàng thấp là do hiệu suất thấp hơn Audi XNUMX tiêu chuẩn do khối lượng công việc tăng thêm.

Bước đột phá đến từ Viễn Đông

Ngày mà xe hybrid gia nhập thị trường rộng rãi và trở nên phổ biến thực sự chỉ là năm 1997, khi nó thâm nhập vào thị trường Nhật Bản. Toyota Prius (3). Ban đầu, những chiếc xe này tìm được người mua chủ yếu trong giới nhạy cảm với môi trường. Tình hình đã thay đổi trong thập kỷ tiếp theo, khi giá dầu bắt đầu tăng nhanh. Kể từ nửa sau của thập kỷ trước, các nhà sản xuất khác cũng bắt đầu đưa ra thị trường mô hình lai, thường dựa trên các giải pháp hybrid được Toyota cấp phép. Tại Ba Lan, Prius đã xuất hiện tại các phòng trưng bày vào năm 2004. Cùng năm đó, thế hệ thứ hai của Prius được ra mắt và năm 2009 là thế hệ thứ ba.

Cô ấy theo Toyota Honda, một đại gia ô tô khác của Nhật Bản. bán mô hình Cái nhìn sâu sắc (4), một lai ghép song song một phần, công ty ra mắt vào năm 1999 tại Mỹ và Nhật Bản. Đó là một chiếc xe kinh tế hơn một sản phẩm của Toyota. Chiếc sedan Prius thế hệ đầu tiên tiêu thụ 4,5 l / 100 km trong thành phố và 5,2 l / 100 km ngoài thành phố. Honda Insight hai bánh Thế hệ đầu tiên tiêu thụ 3,9 l / 100 km trong thành phố và 3,5 l / 100 km ngoài thành phố.

Toyota tung ra các phiên bản hybrid mới của xe ô tô. Sản lượng Xe Toyota Auris lai bắt đầu vào tháng 2010 năm XNUMX. Đây là mẫu hybrid sản xuất đầu tiên ở châu Âu có giá bán thấp hơn Prius. Auris Hybrid nó có cùng ổ đĩa với Prius, nhưng tiết kiệm xăng ít hơn - 3,8 l / 100 km trên chu kỳ kết hợp.

Đến tháng 2007 năm 2009, Toyota Motor Corporation đã bán được một triệu chiếc hybrid đầu tiên của mình. Hai triệu vào tháng 6 năm 2013, 2015 triệu vào tháng 8 năm 2015. Vào tháng 2019 năm 50, tổng số xe hybrid của Toyota đã vượt quá XNUMX triệu chiếc. Trong tháng XNUMX năm XNUMX, doanh số bán xe hybrid của Toyota tại châu Âu đã vượt quá một triệu chiếc. Trong quý đầu tiên của năm XNUMX, xe hybrid đã chiếm XNUMX%. tổng doanh số của Toyota trên lục địa của chúng ta. Mô hình phổ biến nhất trong danh mục này, tuy nhiên, không còn Priuses nữa, nhưng nhất quán Yaris Hybrid, C-HR Hybrid Oraz Tràng hoa lai. Đến cuối năm 2020, Toyota dự định bán 15 triệu xe hybrid, theo công ty, được thực hiện vào tháng 2017 năm nay, tức là lúc bắt đầu. Tính đến năm 85, theo nhà sản xuất, XNUMX triệu tấn đã được thải vào khí quyển. carbon dioxide ít hơn

Trong một sự nghiệp chính kéo dài hơn hai thập kỷ ô tô hybrid những phát kiến ​​mới đã xuất hiện. Hyundai Elantra LPI hybrid (5), được bán tại Hàn Quốc vào tháng 2009 năm XNUMX, là động cơ đốt trong hybrid đầu tiên sử dụng nhiên liệu LPG. Elantra là loại hybrid một phần sử dụng pin lithium polymer, cũng là lần đầu tiên. Elantra tiêu thụ 5,6 lít xăng / 100 km và thải ra 99 g / km COXNUMX.₂. Vào năm 2012, Peugeot đã đưa ra một giải pháp mới với việc tung ra 3008 Hybrid4 cho thị trường châu Âu, đây là động cơ hybrid diesel sản xuất hàng loạt đầu tiên. Theo nhà sản xuất, 3008 Hybrid van tiêu thụ 3,8 lít / 100 km nhiên liệu diesel và thải ra 99 g / km COXNUMX.₂.

5. Hyundai Elantra LPI hybrid

Mẫu xe đã được giới thiệu tại Triển lãm Ô tô Quốc tế New York năm 2010. Lincoln MKZ Hybrid, phiên bản hybrid đầu tiên có giá giống với phiên bản thông thường của cùng một mẫu xe.

Đến tháng 2020 năm 1997, kể từ năm quan trọng 17, hơn 2018 triệu xe điện hybrid đã được bán trên toàn thế giới. Dẫn đầu thị trường là Nhật Bản, đã bán được hơn 7,5 triệu xe hybrid vào tháng 2019 năm 5,4, tiếp theo là Mỹ, với tổng số 2020 triệu chiếc vào năm 3 và 450 triệu xe hybrid được bán ở châu Âu vào tháng XNUMX năm XNUMX. Ngoài Prius, các phiên bản hybrid của các mẫu xe Toyota khác: Auris, Yaris, Camry và Highlander, Honda Insight, Lexus GSXNUMXh, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid, Lexus GSXNUMXh, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan GSXNUMXh, Nissan Altima Hybrid.

Song song, loạt và hỗn hợp

Một số chi khác nhau hiện đang ẩn dưới tên chung "hybrid". hệ thống đẩy và ý tưởng để đạt hiệu quả cao hơn. Cần phải nhớ rằng hiện nay, khi thiết kế phát triển và tiến bộ, các phân loại rõ ràng đôi khi không thành công, bởi vì các giải pháp kết hợp khác nhau được sử dụng cộng với các phát minh mới vi phạm tính thuần túy của định nghĩa. Hãy bắt đầu bằng cách chia theo cấu hình ổ đĩa.

W ổ lai Động cơ đốt trong kiểu song song và động cơ điện được kết nối cơ khí với các bánh dẫn động. Một chiếc ô tô có thể được cung cấp năng lượng bởi động cơ đốt trong, động cơ điện hoặc cả hai. Đề án này được sử dụng xe honda: Insight, Civic, Accord. Một ví dụ khác của hệ thống như vậy là máy phát / khởi động dây curoa General Motors trên Chevrolet Malibu. Trong nhiều mô hình, động cơ đốt trong cũng hoạt động như máy phát điện.

Truyền động song song hiện được biết đến trên thị trường bao gồm động cơ đốt trong công suất đầy đủ và động cơ điện nhỏ hơn (lên đến 20 kW), cũng như pin nhỏ. Trong các thiết kế này, động cơ điện chỉ cần hỗ trợ động cơ chính chứ không phải là nguồn điện chính. Hệ thống truyền động hybrid song song được coi là hiệu quả hơn hệ thống chỉ dựa trên động cơ đốt trong có cùng kích thước, đặc biệt là khi lái xe trong thành phố và đường cao tốc.

Trong hệ thống hybrid tuần tự, chiếc xe chỉ được dẫn động trực tiếp bằng động cơ điện và động cơ đốt trong được sử dụng để thúc đẩy hệ thống. máy phát điện cũng như. Bộ ắc quy trong hệ thống này thường lớn hơn nhiều nên ảnh hưởng đến giá thành sản xuất. Sự sắp xếp này được cho là sẽ tăng hiệu suất của động cơ đốt trong, đặc biệt là khi lái xe quanh thị trấn. Ví dụ lai nối tiếp Đây là Nissan e-Power.

Ổ lai hỗn hợp kết hợp ưu điểm của cả hai giải pháp trên - song song và nối tiếp. Những "lai lai" này được coi là tối ưu về hiệu suất, so với sê-ri, hiệu quả nhất ở tốc độ thấp và song song, tối ưu ở tốc độ cao hơn. Tuy nhiên, việc sản xuất chúng dưới dạng các mạch phức tạp hơn đắt hơn động cơ song song. Nhà sản xuất thống trị hệ truyền động hybrid hỗn hợp là Toyota. Chúng được sử dụng trong Toyota và Lexus, Nissan và Mazda (hầu hết theo giấy phép của Toyota), Ford và General Motors.

Công suất từ ​​hai động cơ đốt trong và một động cơ song song có thể được truyền đến truyền động bánh xe bằng một thiết bị loại (bộ phân phối điện), là một bộ bánh răng hành tinh đơn giản. Trục động cơ đốt trong được nối với chạc của các bánh răng hành tinh của hộp số, máy phát điện được nối với bánh răng trung tâm của nó và động cơ điện thông qua hộp số được nối với bánh răng ngoài, từ đó mô-men xoắn được truyền tới các bánh xe. Điều này cho phép bạn chuyển một phần tốc độ quay và mômen của động cơ đốt trong đến các bánh xe và một phần của máy phát điện. Bằng cách ấy động cơ nó có thể hoạt động trong phạm vi RPM tối ưu bất kể tốc độ của xe, chẳng hạn như khi khởi động và dòng điện do máy phát điện tạo ra được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện, có mô-men xoắn cao được duy trì bởi động cơ đốt trong để dẫn động các bánh xe. Máy tính, điều phối hoạt động của toàn bộ hệ thống, điều chỉnh tải trên máy phát và nguồn cung cấp cho động cơ điện, do đó điều khiển hoạt động của hộp số hành tinh như cơ điện liên tục truyền biến thiên. Trong quá trình giảm tốc và phanh, động cơ điện hoạt động như một máy phát điện để nạp năng lượng cho ắc quy, và khi khởi động động cơ đốt trong, máy phát điện đóng vai trò như một máy phát điện. khởi đầu.

W ổ lai đầy đủ chiếc xe có thể được cung cấp năng lượng bởi một mình động cơ, hoặc chỉ bằng pin, hoặc cả hai. Ví dụ về một hệ thống như vậy là Hệ truyền động tổng hợp lai Toyoty, hệ thống hỗn hợp ford, Chế độ kép lai sản xuất General Motors / ChryslVí dụ xe: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid và Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h và CT200h. Những chiếc xe này yêu cầu pin lớn, hiệu quả. Bằng cách sử dụng cơ chế chia sẻ năng lượng, các phương tiện sẽ linh hoạt hơn với chi phí tăng độ phức tạp của hệ thống.

lai một phần Về nguyên tắc, đây là loại ô tô thông thường có bộ khởi động mở rộng, cho phép tắt động cơ đốt trong mỗi khi ô tô xuống dốc, để phanh hoặc dừng và nhanh chóng nổ máy nếu cần.

Người bắt đầu nó thường được lắp giữa động cơ và hộp số, thay thế cho bộ biến mô. Cung cấp năng lượng bổ sung khi đánh lửa. Các phụ kiện như radio và điều hòa không khí có thể được bật khi động cơ đốt trong không chạy. Pin được sạc khi phanh. So với lai đầy đủ hybrid một phần có pin nhỏ hơn và động cơ điện nhỏ hơn. Do đó, trọng lượng rỗng và chi phí sản xuất của chúng thấp hơn. Một ví dụ về thiết kế này là Chevrolet Silverado Hybrid cỡ lớn, được sản xuất vào năm 2005-2007. Anh ấy đã tiết kiệm được tới 10 phần trăm. khi tắt và mở động cơ đốt trong và thu hồi năng lượng trong quá trình phanh.

Điện lai và điện

Một loại hybrid khác nên được cho thêm thời gian, theo một số cách thì đây là một bước tiến khác đối với “điện thuần túy”. Đây là những phương tiện lai (PHEV) trong đó pin cho ổ điện cũng có thể được sạc từ nguồn bên ngoài (6). Như vậy, PHEV có thể được coi là sự kết hợp giữa xe hybrid và xe điện. Nó được trang bị cắm sạc. Do đó, pin cũng lớn hơn nhiều lần, đồng nghĩa với việc có thể lắp động cơ điện mạnh hơn.

6. Sơ đồ xe hybrid

Kết quả là, xe hybrid tiêu thụ ít nhiên liệu hơn xe hybrid cổ điển, thường có thể chạy khoảng 50-60 km "hiện tại" mà không cần khởi động động cơ và cũng có hiệu suất tốt hơn, vì hybrid thường là lựa chọn mạnh mẽ nhất. Mô hình này.

Phạm vi hoạt động của xe điện PHEV lớn hơn nhiều lần so với xe hybrid không có tính năng này. Khoảng vài chục km này là khá đủ cho những chuyến đi quanh thành phố, đi làm hay tới cửa hàng. Ví dụ, trong Skoda tuyệt vời iV (7) Pin có thể lưu trữ tới 13 kWh điện, cung cấp phạm vi hoạt động lên đến 62 km ở chế độ không phát thải. Nhờ đó, khi chúng tôi đỗ xe hybrid ở nhà và trở về nhà, chúng tôi có thể đạt được mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình là 0 l / 100 km. Động cơ đốt trong bảo vệ pin không bị phóng điện ở nơi không có nguồn điện và tất nhiên, cho phép bạn không phải lo lắng về phạm vi hoạt động trong những chuyến đi xa.

7. Skoda tuyệt vời iV hybrid trong quá trình sạc

quan trọng như nhau loại lai được trang bị động cơ điện mạnh mẽ Skoda tuyệt vời iV thông số của nó là 116 mã lực. và mô-men xoắn 330 Nm. Nhờ đó, chiếc xe không chỉ tăng tốc ngay lập tức (động cơ điện dẫn động chiếc xe nhanh như nhau, bất kể nó đang chạy ở tốc độ nào), bởi vì Skoda báo cáo rằng Superb tăng tốc lên 60 km / h trong 5 giây, nó cũng có thể tăng tốc xe lên 140 km / h - điều này cho phép bạn lái xe không bị căng thẳng và ở chế độ không phát thải, ví dụ như trên đường vành đai hoặc đường cao tốc.

Khi đang lái, xe thường chạy bằng cả hai động cơ (động cơ đốt trong chạy bằng điện nên tốn ít nhiên liệu hơn xe thông thường), nhưng khi bạn nhả ga, đạp phanh hoặc lái xe với tốc độ không đổi thì nội động cơ đốt tắt động cơ và chỉ sau động cơ điện dẫn động các bánh xe. Vì vậy, máy hoạt động giống như lai cổ điển và phục hồi năng lượng theo cách tương tự - với mỗi lần phanh, năng lượng được phục hồi và chuyển đến pin dưới dạng dòng điện; trong tương lai, nó phục vụ chính xác để đảm bảo rằng động cơ đốt trong có thể được tắt thường xuyên hơn.

Mẫu xe plug-in hybrid đầu tiên được nhà sản xuất BYD Auto của Trung Quốc tung ra thị trường vào tháng 2008/3. Đó là mẫu F62DM PHEV-XNUMX. Buổi ra mắt phiên bản plug-in hybrid của chiếc xe điện phổ biến nhất trên thế giới, Chevrolet Voltdiễn ra vào năm 2010. T.oyota công chiếu vào năm 2012.

Mặc dù không phải tất cả các mẫu xe đều hoạt động theo cách giống nhau, nhưng hầu hết có thể hoạt động ở hai hoặc nhiều chế độ: "hoàn toàn bằng điện" nơi động cơ và pin cung cấp toàn bộ năng lượng cho xe và "hybrid" sử dụng cả điện và xăng. PHEV thường hoạt động ở chế độ hoàn toàn bằng điện, chạy bằng điện cho đến khi hết pin. Một số mẫu xe chuyển sang chế độ hybrid sau khi đạt tốc độ mục tiêu trên đường cao tốc, thường là khoảng 100 km / h.

Ngoài Skoda Superb iV được mô tả ở trên, các mẫu xe hybrid nổi tiếng và phổ biến nhất là Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e và X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Sự lai tạo từ độ sâu của biển đến bầu trời

Điều đáng ghi nhớ là ổ lai được sử dụng không chỉ trong phân khúc xe du lịch và xe con nói chung. Ví dụ hệ thống truyền động lai sử dụng động cơ diesel hoặc turbo điện cung cấp năng lượng cho đầu máy đường sắt, xe buýt, xe tải, máy thủy lực di động và tàu thủy.

Trong các cấu trúc lớn, nó thường trông như thế này động cơ diesel / tuabin lái máy phát điện hoặc bơm thủy lựcdẫn động một động cơ điện / thủy lực. Ở các loại xe lớn hơn, tổn thất điện năng tương đối được giảm bớt và lợi ích của việc phân phối điện thông qua dây cáp hoặc đường ống thay vì các bộ phận cơ khí trở nên rõ ràng hơn, đặc biệt khi công suất được truyền đến nhiều hệ thống truyền động như bánh xe hoặc cánh quạt. Cho đến gần đây, các loại xe hạng nặng chỉ có một nguồn cung cấp nhỏ năng lượng thứ cấp, chẳng hạn như bộ tích / ắc quy thủy lực.

Một số thiết kế lai lâu đời nhất là lái tàu ngầm phi hạt nhânchạy bằng diesel thô và pin dưới nước. Ví dụ, các tàu ngầm thời Thế chiến II sử dụng cả hai hệ thống nối tiếp và song song.

Ít nổi tiếng hơn, nhưng thiết kế không kém phần thú vị là nhiên liệu-thủy lực hybrid. Năm 1978, các sinh viên tại Trung tâm Kỹ thuật và Dạy nghề Minnesota Hennepin ở Minneapolis đã chuyển đổi một chiếc Volkswagen Beetle thành hỗn hợp xăng-thủy lực với các bộ phận đã hoàn thành. Vào những năm 90, các kỹ sư người Mỹ từ phòng thí nghiệm EPA đã phát triển hệ truyền động "dầu-thủy lực" cho một chiếc sedan điển hình của Mỹ.

Chiếc xe thử nghiệm đạt tốc độ khoảng 130 km / h trong vòng lái hỗn hợp đô thị và đường cao tốc. Khả năng tăng tốc từ 0 lên 100 km / h là 8 giây khi sử dụng động cơ diesel 1,9 lít. EPA ước tính rằng các bộ phận thủy lực được sản xuất hàng loạt chỉ làm tăng thêm 700 USD vào giá của chiếc xe. Thử nghiệm EPA đã kiểm tra thiết kế hybrid xăng-thủy lực của Ford Expedition, tiêu thụ 7,4 lít nhiên liệu trên 100 km giao thông trong thành phố. Công ty chuyển phát nhanh Hoa Kỳ UPS hiện đang vận hành hai xe tải sử dụng công nghệ này (8).

8. Hỗn hợp thủy lực trong dịch vụ của UPS

Quân đội Hoa Kỳ đã thử nghiệm Humvee hybrid SUV kể từ năm 1985. Các đánh giá không chỉ ghi nhận động lực học lớn hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn, mà còn, ví dụ, ký hiệu nhiệt nhỏ hơn và hoạt động êm hơn của những cỗ máy này, như bạn có thể đoán, có thể có tầm quan trọng lớn trong các ứng dụng quân sự.

hình thức ban đầu hệ thống động lực hỗn hợp cho vận tải hàng hải có những con tàu với những cánh buồm trên cột buồm và Động cơ hơi nước phía dưới bàn. Một ví dụ khác đã được đề cập tàu ngầm diesel-điện. Các hệ thống động cơ lai mới hơn, mặc dù đã lỗi thời, dành cho tàu biển bao gồm, trong số những hệ thống khác, những cánh diều lớn của các công ty như SkySails. Kéo diều chúng có thể bay ở độ cao gấp vài lần cột buồm tàu ​​cao nhất, chặn được những cơn gió mạnh hơn và ổn định hơn.

Các khái niệm kết hợp cuối cùng đã tìm thấy đường vào hàng không. Ví dụ, máy bay nguyên mẫu (9) được trang bị hệ thống màng trao đổi hỗn hợp (PEM) lên đến cung cấp điện động cơđược kết nối với một cánh quạt thông thường. Pin nhiên liệu cung cấp toàn bộ sức mạnh cho giai đoạn hành trình. Trong quá trình cất cánh và lên cao, giai đoạn đòi hỏi nhiều năng lượng nhất của chuyến bay, hệ thống sử dụng pin lithium-ion nhẹ. Máy bay trình diễn cũng là máy bay lượn có động cơ Dimona, do công ty Diamond Aircraft Industries của Áo chế tạo, đã tiến hành sửa đổi thiết kế của máy bay. Với sải cánh dài 16,3 mét, máy bay sẽ có thể bay với tốc độ khoảng 100 km / h, sử dụng năng lượng nhận được từ pin nhiên liệu.

9 Máy bay trình diễn tế bào nhiên liệu Boeing

Không phải tất cả mọi thứ đều màu hồng

Không thể phủ nhận rằng, do sự phức tạp trong thiết kế của các phương tiện hybrid so với các phương tiện thông thường, việc giảm lượng khí thải xe cộ nhiều hơn là bù đắp cho lượng khí thải này. Các phương tiện hybrid có thể cắt giảm tới 90% lượng khí thải gây ô nhiễm khói bụi. và cắt giảm một nửa lượng khí thải carbon.

Mặc dù thực tế là Xe điện tiêu thụ ít nhiên liệu hơn so với xe thông thường, vẫn còn một mối lo ngại về tác động môi trường của pin xe hybrid. Hầu hết các loại pin xe hybrid ngày nay thuộc một trong hai loại: niken-kim loại hyđrua hoặc lithium-ion. Tuy nhiên, cả hai vẫn được coi là thân thiện với môi trường hơn so với ắc quy chì, hiện chiếm phần lớn trong các loại ắc quy khởi động trên xe chạy xăng.

Cần lưu ý ở đây rằng dữ liệu không rõ ràng. Độc tính chung và mức độ tiếp xúc với môi trường pin niken hyđrua được coi là thấp hơn nhiều so với trong trường hợp ắc quy axit chì hoặc sử dụng cadmium. Các nguồn tin khác nói rằng pin niken-kim loại hyđrua độc hại hơn nhiều so với pin axit-chì, và việc tái chế và thải bỏ an toàn là gánh nặng hơn nhiều. Các hợp chất niken hòa tan và không hòa tan khác nhau, chẳng hạn như niken clorua và niken oxit, đã được chứng minh là có tác dụng gây ung thư nổi tiếng đã được xác nhận trong các thí nghiệm trên động vật.

Pin litowo-jonowe Hiện chúng được coi là một sự thay thế hấp dẫn vì chúng có mật độ năng lượng cao nhất so với bất kỳ loại pin nào và có thể tạo ra điện áp cao hơn ba lần so với các tế bào pin NiMH trong khi vẫn duy trì khối lượng lớn. Năng lượng điện. Những loại pin này cũng tạo ra nhiều năng lượng hơn và hiệu quả hơn, tránh lãng phí năng lượng ở mức độ lớn hơn và mang lại độ bền vượt trội, với tuổi thọ pin gần bằng với một chiếc ô tô. Ngoài ra, việc sử dụng pin lithium-ion làm giảm trọng lượng tổng thể của xe, đồng thời cho phép bạn đạt được 30 phần trăm. cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu hơn so với các loại xe chạy bằng xăng, với việc giảm lượng khí thải CO sau đó₂.

Thật không may, các công nghệ đang được xem xét lại phụ thuộc vào các vật liệu khó tìm và đắt tiền hơn. Xuống thiết kế động cơ và các bộ phận khác của xe hybrid, trong số những thứ khác, cần có kim loại đất hiếm. Ví dụ dysprosium, một nguyên tố đất hiếm cần thiết để sản xuất nhiều loại động cơ điện tiên tiến và hệ thống pin trong hệ thống động cơ hybrid. Hoặc neodymium, một kim loại đất hiếm khác là thành phần chính của nam châm cường độ cao được sử dụng trong động cơ điện nam châm vĩnh cửu.

Hầu như tất cả đất hiếm trên thế giới chủ yếu đến từ Trung Quốc. Một số nguồn không phải của Trung Quốc như Hồ Hoidas ở phía bắc Canada hoặc Gắn kết hàn ở Úc nó hiện đang được phát triển. Nếu chúng ta không tìm ra các giải pháp thay thế, cho dù ở dạng cặn mới hay vật liệu thay thế kim loại hiếm, thì chắc chắn giá vật liệu sẽ tăng lên. Và điều này có thể làm lệch kế hoạch giảm lượng khí thải bằng cách loại bỏ dần xăng dầu ra khỏi thị trường.

Ngoài ra còn có những vấn đề, bên cạnh sự gia tăng giá cả, về bản chất đạo đức. Vào năm 2017, một báo cáo của Liên hợp quốc đã tiết lộ những vụ lạm dụng trẻ em ở mỏ coban, một nguyên liệu thô cực kỳ quan trọng cho các công nghệ xanh của chúng tôi, bao gồm thế hệ động cơ điện mới nhất ở Cộng hòa Dân chủ Congo (DCR). Thế giới đã biết về những đứa trẻ bị buộc phải làm việc trong các mỏ coban bẩn thỉu, nguy hiểm và thường độc hại ngay từ khi mới 40 tuổi. Liên hợp quốc ước tính rằng khoảng XNUMX trẻ em chết trong các khu mỏ này mỗi năm. Có tới XNUMX trẻ vị thành niên bị buộc phải làm việc hàng ngày. Đôi khi đó là cái giá quá đắt của những con lai thuần chủng của chúng ta.

Cải tiến ống xả đang được khuyến khích

Tuy nhiên, có một tin tốt cho phương pháp lai và mong muốn chung về những chiếc xe sạch hơn. Các nhà nghiên cứu gần đây đã phát triển một sửa đổi đơn giản của động cơ dieselcó thể được kết hợp với hệ thống truyền động điện trong hệ thống hybrid. Động cơ diesel điều này có thể làm cho chúng nhỏ hơn, rẻ hơn và dễ bảo trì hơn. Và quan trọng nhất là chúng sẽ sạch hơn.

Charles Muller và ba đồng nghiệp của ông tại trung tâm nghiên cứu Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đang nghiên cứu một sửa đổi được gọi là Phun nhiên liệu kênh (DFI-). Nó dựa trên nguyên lý đơn giản của đầu đốt Bunsen. Các nhà khoa học cho biết DFI có thể làm giảm lượng khí thải và xu hướng các DPF bị tắc nghẽn do muội than. Theo Muller, phát minh của ông thậm chí có thể kéo dài khoảng thời gian thay dầu bằng cách giảm lượng muội than trong cacte.

Vì vậy, làm thế nào nó hoạt động? Vòi phun trong động cơ diesel thông thường, chúng tạo ra hỗn hợp phong phú trong khu vực buồng đốt. Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, những khu vực này chứa lượng nhiên liệu nhiều hơn từ hai đến mười lần so với mức cần thiết cho quá trình đốt cháy hoàn toàn của nó. Với lượng nhiên liệu dư thừa như vậy ở nhiệt độ cao, sẽ có xu hướng hình thành một lượng lớn muội than. Việc lắp đặt các ống dẫn DFI cho phép đốt cháy nhiên liệu diesel hiệu quả mà ít hoặc không hình thành muội than. “Hỗn hợp của chúng tôi chứa ít nhiên liệu hơn,” Müller giải thích trong một ấn phẩm về công nghệ mới.

Các kênh mà ông Muller đang nói đến là các ống được lắp đặt cách nơi chúng thoát ra khỏi các lỗ vòi phun một khoảng cách ngắn. Chúng được gắn ở mặt dưới của đầu xi lanh bên cạnh kim phun. Müller tin rằng cuối cùng chúng sẽ được làm từ hợp kim chịu nhiệt độ cao để chịu được nhiệt năng của quá trình đốt cháy. Tuy nhiên, theo ông, chi phí bổ sung liên quan đến việc thực hiện sáng chế do nhóm của ông phát triển sẽ không nhỏ.

Khi một hệ thống đốt tạo ra ít muội than hơn, nó có thể được sử dụng hiệu quả hơn. hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) để khử oxit nitơ, NOx. Theo các nhà phát triển giải pháp, điều này có thể giảm lượng muội than và NOx thoát ra từ động cơ xuống còn XNUMX/XNUMX so với mức hiện tại. Họ cũng lưu ý rằng khái niệm của họ sẽ giúp giảm lượng khí thải CO.₂ và các chất khác gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Trên đây không chỉ là một tín hiệu cho thấy, có lẽ, chúng ta sẽ không nói lời tạm biệt với động cơ diesel một cách nhanh chóng, mà nhiều người đã từ bỏ. Những đổi mới trong công nghệ truyền động đốt cháy là sự tiếp nối của suy nghĩ đằng sau sự phổ biến ngày càng tăng của xe hybrid. Đó là chiến lược từng bước nhỏ, giảm dần gánh nặng cho môi trường từ các phương tiện giao thông. Thật vui khi biết rằng những đổi mới theo hướng này không chỉ xuất hiện trong phần điện của hybrid mà còn ở phần nhiên liệu.