Elektroauto, hibrīda motori un šūnas tehnoloģija - trūkumi un ieguvumi

Daudzām jauno auto klasiskajām benzīna un dīzeļa modifikācijām papildus tiek pievienotas hibrīda versijas. Tas šķiet ļoti moderni. Tomēr šeit piepildās teiciens – viss jaunais ir labi aizmirsts vecais. Hibrīda sistēmu var uztvert kā tandēma velosipēdu, kam pedāļus var mīt abi braucēji vai tikai viens, tomēr neatkarīgi no tā spēkrats kustas uz priekšu. Pasaule pirmās hibrīda tehnoloģijas ieraudzīja jau vairāk nekā pirms 100 gadiem.

Alternatīvo sistēmu sākums

Par revolūciju auto piedziņas attīstībā parūpējās ģeniālais vācu konstruktors Ferdinands Porše, kas ir populārā VW Beetle autors un kompānijas Porsche dibinātājs. Sākotnēji viņš strādāja kompānijas Lohner Coach Factory paspārnē, kas bija bāzēta Austrijā. Lai arī Ferdinands bija tikai20 gadus vecs, viņš jau bija radījis iedvesmojošu mašīnbūves projektu, kas vienlaikus bija ne vien pirmais priekšpiedziņas auto, bet arī hibrīda tehnoloģijas priekštecis.

Citi lasa

Elza Krūmiņa

Mode

Siliņa pastāsta par saviem tērpiem, kurus apspriež visa Latvija: Reizēm sanāk, reizēm nē

Santa.lv

Padomi

5 sieviešu vēderu tipi. Kā no katra tikt vaļā, un kurš no tiem visnekaitīgākais?

Marta Kalniņa

Skandāls

Ar ko patiesībā auto meņģējās bijušais mērs Lasmanis? Policijā nonācis jauns iesniegums

Tas bija System Lohner-Porsche modelis, kuru pilnībā darbināja tikai elektrība, pateicoties riteņu rumbās iebūvētajiem elektromotoriem. 1900. gadā šis projekts ieguva atzinību un jaunajam vācu konstruktoram kalpoja par atspēriena punktu tālākam darbam. Gadu vēlāk tika radīts System Lohner-Porsche Mixte modelis, kas tiek uzskatīts par pasaulē pirmo hibrīdauto. Tam atšķirībā no priekšteča tika pievienots arī iekšdedzes dzinējs, kas darbināja ģeneratoru, nodrošinot jaudu elektromotoriem. Enerģijas uzkrāšanai un ilgākai auto darbībai tika izmantoti akumulatori.

Līdzās daudzu autobusu, ugunsdzēsēju automašīnu un pat katafalku apgādāšanai ar hibrīda tehnoloģijām šīs tehnoloģijas potenciālu novērtēja arī Beļģijas autoražotājs Pieper. Tā spēkrats attīstīja 3,5 ZS, ietverot mazas litrāžas benzīna dzinēju un elektromotoru, kas novietots zem vadītāja sēdekļa. Tas deva papildu jaudu dzinējam brīdī, kad vajadzēja paātrināties vai uzbraukt kalnā.Pirmā pasaules kara laikā ASV kompānija Woods Motor Vehicle radīja hibrīda modeli Dual Power. Tā četrcilindru dzinēja hibrīds vidēji patērēja vien 5,9 l, tomēr ar to nepietika, lai hibrīdu attīstība uzņemtu apgriezienus.

To lielā mērā ietekmēja Henrija Forda radītais Model T un līdz pat 1960. gadiem iekšdedzes dzinēju popularitāti nobremzēja hibrīdu attīstību. 1970. gados šai tehnoloģijai pievērsās General Motors, kas radīja GM 512 konceptu ar divcilindru benzīna dzinēju un akumulatoru baterijām. Daimler-Benz turpretim saražoja pirmo autobusu dīzeļdzinēja un elektrības kombinācijā. 1969. gadā OE 302 hibrīda autobuss bija apbrīnas vērts tehnoloģiskais sasniegums, jo ietvēra dīzeļa dzinēju, ģeneratoru un līdzstrāvas motoru aizmugurē, savukārt masīvie akumulatori tika novietoti starp riteņu asīm.

1973. gada naftas krīzes dēļ degvielas cenas būtiski pieauga, atjaunojot pircēju interesi par alternatīvajām tehnoloģijām. Mercedes-Benz, General Motors un Toyota turpināja uzlabot savas līdzšinējās tehnoloģijas, tomēr līdz sērijveida ražošanai neviens no modeļiem nenonāca. Vēlāk GM deva priekšroku ar elektrību darbināmiem auto, bet MB nosliecās par labu dīzeļdzinējiem. VW strādāja pie paralēlās hibrīda sistēmas, kas vadītājam ļautu izvēlēties braukšanas režīmu, izmantojot elektrību vai iekšdedzes dzinēju.

Hibrīda dzinēji

Mūsdienās hibrīda vai elektroauto pirkumu veicina dažādi faktori. Kamēr vieni patiesi rūpējas par dabu un tajā notiekošajiem procesiem, citi to uzskata par stilu vai veidu, kā samazināt ekspluatācijas izmaksas. Dzīšanās pēc zemākiem izmešiem un neizbēgamā naftas resursu izsīkšana ir dzinuļi, kas liek autoražotājiem piedāvāt arvien jaunus tehnoloģijas paveidus.

Raugoties no pircēja viedokļa, hibrīdu sistēmas ir vienkārši saprotamas, jo tām ir tradicionāls iekšdedzes dzinējs, kuru var uzpildīt tuvējā benzīntankā.

Pievienoto elektromotoru sniegtais griezes momenta pieaugums un efektīvais paātrinājums, uzsākot kustību, vairākumam pircēju ir svarīga nozīme. Lai veiksmīgi tiktu galā ar pilsētvidei raksturīgo biežo brauciena uzsākšanu un apstāšanos, kas iekšdedzes dzinējiem nav uzskatāma par komfortablu, modernie hibrīdi nelielā ātrumā darbojas, izmantojot tikai elektrību. Tātad nīkšana sastrēgumos nemaz neiedarbina lielo dzinēju. Papildus tiek strādāts pie tā, lai saražotā enerģija tiktu maksimāli efektīvi izmantota.

Enerģijas atgriešanas procesā, automašīnai bremzējot vai ripojot, tiek lādēts akumulators, tādējādi nav lieka enerģijas zuduma. Šobrīd viens no populārākajiem hibrīdauto ir Toyota Prius, kas sērijveidā tiek ražots kopš 1997. gadā. Tiesa, ne visi hibrīdauto ir līdzvērtīgi. Ir modeļi, kas izmanto mikro-hibrīda tehnoloģiju, kurā elektromotori nepilda piedziņas funkciju. Šiem auto lielākoties ir 42 V akumulators, un, apstājoties krustojumā, tā dzinējs tiek izslēgts.

Vidējie hibrīdi jeb Mild HEV elektromotorus izmanto tikai brīdī, kad nepieciešams straujš jaudas pieaugums, piemēram, apdzīšanas brīdī. Pilnā hibrīda tehnoloģija jeb Full HEV ļauj pārvietoties, izmantojot tikai iekšdedzes dzinēju vai elektromotoru, kā arī abus kopā. Šī tehnoloģija ietver pilna izmēra elektromotoru un ietilpīgas baterijas, kas spēj darboties atsevišķi bez iekšdedzes dzinēja. PHEV jeb plug-in hibrīds ļauj vadītājam uzlādēt savu auto no mājas rozetes vai speciālā punkta un lietot gluži kā pilnībā elektrisko auto. Brīdī, kad bateriju uzlāde ir zema, ir iespējams iedarbināt iekšdedzes dzinēju un braukt kā ar benzīna auto.

Elektroauto

Tesla Model X elektroauto ir uzskatāmspar adekvātu alternatīvu iekšdedzes dzinējiem" src="https://cdn.santa.lv/files/auto-bild/Elektroauto_hibrida_motori_un_sunas_tehnologija_trukumi_un_ieguvumi_5.jpg" />

Tikai ar elektrību darbināmie auto radās teju vienlaikus ar hibrīdauto, taču to izaugsme līdz mūsdienām ir bijusi atšķirīga. Tolaik auto startēšana ar kurbuli, cīņa ar iespaidīgām izplūdes gāzēm un eļļainiem motoriem nebija izprieca. Elektroauto visas šīs problēmas ļāva aizmirst un veikt samērā īsu distanci. Tomēr jaunās naftas atradnes, elektriskā startera ieviešana un augstā elektroauto cena šīs tehnoloģijas augšupeju nobremzēja. Šobrīd situācija ir mainījusies. Sākot ar ikdienišķu Peugeot iOn un beidzot ar premium zīmola radītajam BMW i3, elektroauto ražošanai pievērsušies teju visi, un tagad varam jau redzēt diezgan pārliecinošos Tesla S un X modeli. Iekšdedzes dzinējs ir aizstāts ar elektrisko motoru, kuru atbalsta ražīgas litija jona baterijas.

Pilsētvidē tas jūtas kā zivs ūdenī, tomēr lielceļi un starppilsētu pārbaucieni tikai retajam elektroauto nesagādā problēmas.

Šobrīd ir maz tādu elektroauto, kas atļauj doties tur, kur deguns rāda, jo lielākoties maršruts jāieplāno tā, lai tas ietvertu kādu uzlādes vietu. Tomēr šī tehnoloģija nebūt nav paredzēta tikai dabas mīļotājiem un ekonomētājiem. Piemēram, Tesla Model X ir praktisks ģimenes auto ar septiņām sēdvietām, tomēr tā dinamika ir iespaidīga. Līdz 100 km/h tas spēj ieskrieties 3,2 s,bet mierīgā režīmā ar vienu uzlādi tas spēj nobraukt aptuveni 410 km. Šādi rādītāji liek elektroauto tehnoloģijas attīstību vērtēt pozitīvi pat sākotnējiem skeptiķiem. Arī autosportā elektroauto popularitāte turpina progresēt. Mūsu pašu Andra Dambja projektētais eO PP03 superauto ar 1367 ZS jaudu pērn uzvarēja Paikspīkas kalnā braukšanas sacensībās, pārspējot pat iekšdedzes dzinēja automašīnas.

Degvielas šūna

Degvielas šūnu tehnoloģija no šīm ir modernākā, un, līdzīgi kā elektroauto un hibrīdiem, šīs sistēmas attīstībā vērienīgāko darbu ieguldījušas japāņu kompānijas. Viens no pirmajiem auto bija Honda FCX Clarity, kuram sekoja vairākas alternatīvas, tomēr pašlaik tirgus līderis ir Toyota, kas pēc intensīva 20 gadu darba pērn laida klajā pirmo sērijveida šūnu modeli Mirai. To darbina tikai ūdeņradis, un no izplūdes sistēmas izmešu vietā ir vien ūdens tvaiki. Tas apgādāts ar diviem 122 l augstspiediena ūdeņraža baloniem, kas novietoti degvielas šūnu blokā zem auto grīdas. Uzkrātais ūdeņradis tiek virzīts cauri degvielas šūnai, savienojoties ar skābekli, tā ģenerējot elektrību.

Elektrība darbina 154 ZS jaudīgu elektromotoru, kas novada spēku uz priekšējo tiltu. Salīdzinājumā ar elektroauto šūnu tehnoloģija ļauj nobraukt aptuveni 500 km, kas apsteidz elektroauto iespēto. Tvertnē iespējams iepildīt 5 kg ūdeņraža, un šis process ilgst vien dažas minūtes, līdzīgi kā degvielas uzpilde. Ražotājs norāda, ka atšķirībā no elektroauto šī tehnoloģija darbojas arī mīnus 30 grādu salā un tās motora resurss var sniegties līdz pat 500 000 km, līdzīgi kā iekšdedzes motoram. Lai arī šī tehnoloģija tiek reklamēta kā dabai draudzīga, tai ir vairāki pretinieki, norādot, ka ūdeņradis tiek iegūts no metāna gāzes, tā radot līdzvērtīgus piesārņojuma draudus kā fosilā degviela.

Ieguvumi un trūkumi

Hibrīdauto ieguvumi:

• pircējam saprotama tehnoloģija;
• garās distances ārpus pilsētas;
• degvielas ekonomija;
• papildu jaudas rezerve.

Hibrīdauto trūkumi:

• apkopes var veikt tikai noteiktos servisos;
• komplicēta sistēmas uzbūve.

Elektroauto ieguvumi:

• lieliski piemērots pilsētvidei;
• klusa dzinēja darbība;
• zemas ekspluatācijas izmaksas;
• dabai nekaitīgs;
• iespaidīga veiktspēja.

Elektroauto trūkumi:

• nobraucamā distance ar vienu uzlādi ir pārāk maza;
• akumulatoru uzlādes laiks;
• nesakārtota infrastruktūra;
• automašīnas cena;
• Latvijas klimats nav pateicīgs akumulatoru darbībai;
• samērā īss akumulatoru mūžs;
• servisa izvēle.

Šūnu auto ieguvumi:

• krietni efektīvāks nekā iekšdedzes dzinējs;
• nerada piesārņojumu;
• garāka nobraucamā distance nekā elektroauto;
• sistēmas resurss;
• zemas ekspluatācijas izmaksas.

Šūnu auto trūkumi:

• maza auto izvēle;
• dārga iegāde;
• ūdeņraža uzpildes staciju trūkums;
• ne visiem pieņemams auto dizains.

Rezumējums

Lai arī daudzi vēl neuzticas alternatīvo tehnoloģiju spējām, iekšdedzes dzinēja un elektromotora kombinācija kļūst arvien populārāka. Tīra elektroauto iegādi bremzē mūsu klimats un infrastruktūra, taču šūnu auto vēl ir nākotnes tehnoloģiju statusā.