«Механический выпрямитель» может покрыть до 8% энергопотребления гибридного автомобиля

«Механический выпрямитель» может покрыть до 8% энергопотребления гибридного автомобиля

Разработчики из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Брук предложили новый вариант использования энергии раскачивания автомобиля на неровностях, сегодня уходящей в нагрев (и износ) амортизаторов. На испытаниях они добились снижения расхода топлива для гибридов на 8%.

На неровной дороге значительная часть энергии автомобиля уходит в бесполезное тепло, выделяемое амортизаторами. Ранние попытки использовать их энергию были слишком ломкими или слишком дорогими и сложными. Новое устройство регенерации механической энергии подошло к проблеме с другой стороны.
Изобретатели из (США) предложили новый вариант использования энергии раскачивания автомобиля на неровностях, сегодня уходящей в нагрев (и износ) амортизаторов.

«Механический выпрямитель» может покрыть до 8% энергопотребления гибридного автомобиля

Казалось бы, ничего сложного: шестерня передаёт вращение на коническую зубчатую передачу, которая крутит небольшой генератор. Однако столь просто преобразовать хаотичные колебания в периодические удалось впервые. (Здесь и ниже иллюстрации Lei Zuo.)
Океанские волны, сотрясающие корабль, стыки рельс или дорожные ямы — все они передают на корпус транспортного средства серьёзные вибрации. Беда в том, что вибрации эти нерегулярные, уникальной интенсивности, да и приходят с разных сторон. На дорожных ямах машина всё время качается с разными интервалами, а любой преобразователь энергии, естественно, работает с разной эффективностью при разной частоте колебаний. Более того, сила ударов на крупных неровностях может вывести из строя сам рекуператор энергии раскачивания.

Новый тип электромеханического рекуператора конвертирует нерегулярные колебания в регулярные, да ещё и направленные всегда в одну и ту же сторону. Авторы сравнивают устройство с электрическим выпрямителем, преобразовывающим переменный ток в постоянный. По их расчётам, стандартная машина на ровной дороге вырабатывает раскачиванием (в зависимости от массы и жёсткости подвески) от 100 до 400 Вт. Смонтировав устройство на обычном Chevrolet Suburban, исследователи замерили выработку энергии в неспешном городском ритме и обнаружили, что при средней скорости в 24 км/ч каждый регенератор механических потерь, уходящих на раскачивание автомобиля, вырабатывает от 15 до 100 Вт (на машине их, ясное дело, четыре).
Такая подпитка для обычной бензиновой машины сокращает расход топлива на 2% (без кондиционера и музыкального сопровождения) или на 4% (с ними), поскольку энергия, получаемая от раскачиваний на неровностях, может идти только на подпитку аккумулятора. В гибридных авто (они тоже испытывались), где электроэнергия может использоваться не только для прослушивания музыки и работы кондиционера, но и для вращения электромоторов, подпитка снизила потребление горючего в среднем на 8%. Такие же результаты теоретически должны быть и у электромобилей.

«Механический выпрямитель» может покрыть до 8% энергопотребления гибридного автомобиля

Установка рекуператора энергии колебаний проста и не требует никаких изменений в конструкции автомобиля.
Самое же главное в том, что, преобразуя энергию колебаний всё время в одном направлении и придавая ей всегда одинаковую частоту, устройство полностью устраняет вероятность разрушения при большой шоковой нагрузке (попадание колесом в незакрытый люк), что впервые позволяет говорить о практичном с точки зрения живучести устройстве такого рода.

На испытаниях прототипов удалось добиться преобразования 60–70% энергии раскачивания в электрическую, что весьма и весьма неплохо. По сути, это означает, что срок службы амортизаторов должен утроиться, ведь нагрузка на них тоже сократится втрое. Одно это должно наполовину «оплатить» устройство, ну а экономия топлива для обычной машины окупит рекуператор через 3–4 года для машины с ДВС и через 2–3 года для гибрида и электромобиля. Для автобусов и грузовиков из-за их радикально большей массы рекуператор вернёт свою стоимость через год–два.
Перспективы у изобретения есть и на железной дороге. Вибрация поездов может обеспечить энергией светофоры и барьеры на железнодорожных переездах.
А ещё исследователи надеются, что их устройство пригодится американским войскам в Афганистане. Благодаря , близкой к семейству Бушей, тамошний литр бензина обходится военным в $110 (!), поэтому для среднего армейского грузовика в Кабуле окупаемость не превысит месяца.
Ну а вдалеке разработчикам видится море: волны, сегодня бесполезно бьющие в борта кораблей, могут стать эффективным источником дополнительного энергоснабжения даже для крупных судов...
Подготовлено по материалам Phys.Org.

источник: science.compulenta.ru

Расскажите друзьям

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Больше информационных новостей

Мир современных технологий развивается крайне быстро и резко, каждый месяц…

Подробнее

С 1 мая 2019 года в силу вступил новый национальный…

Подробнее

Банковская ситуация в Российской Федерации последние несколько лет претерпевает большое…

Подробнее

Стеновые сэндвич панели с утеплителем – это комплексные строительные материалы,…

Подробнее
Недавно опубликованы

Сериалы – это одна из самых любимых тем для обсуждения…

Подробнее

Нашумевший музыкальный конкурс Евровидение не перестает нас удивлять. Каждый…

Подробнее

Конкурс «Евровидение 2019» подошел к концу и стали известны результаты. На…

Подробнее

С 1 мая 2019 года в силу вступил новый национальный…

Подробнее