Что такое маховик?

Главная

»   Информация

»   Статьи

»   ЗАПЧАСТИ

»   Двигатель

»   Основные элементы двигателя

»   Что такое маховик?

• 15952 просмотра

Посмотреть маховик в каталоге «АВТОмаркет Интерком»

Итак, маховик – это это колесо, которое вращается, и накапливает кинетическую энергию. Спешим заметить, что маховики используются не только в изготовлении автомобиля, но и во многих других отраслях промышленного производства. К примеру, был использован ранее принцип работы в изготовлении ветряной мельницы и гончарного круга.

 Строение маховика в машине можно найти на той же стороне, где находится коленвал

(коленчатого вала) в моторе, укреплен он весьма прочно, несколькими болтами. Внешне это большой металлический круг с «венцом» сверху. «Венец маховика» — это особое зубчатое колесо, которое устанавливается на маховик в спеуиально разогретом для этого состоянии. Затем, маховик должен остыть после и в результате у нас будут 2 детали почти неотделяемые. Своими словами, маховик становится схож на одну большую металлическую шестерню.

 Изготавливают маховик из весьма прочного, но не ломкого металла, который способен выдержать значительные нагрузки. Существует две цели, которые выполняет маховик:

 

Первое. После того как вы завели машину, стартер начнет своей малой шестерней раскручивать большую шестерню маховика. Маховик соединен к коленчатому валу, который приводит в движение поршни двигателя. Поршни будут сдавливать топливо, будет подаваться искра и ваша машина заведется. Таким образом, маховик — это важнейшая часть при запуске двигателя

. Без него пришлось бы прокручивать двигатель вручную как в далекие былые времена, «кривым стартером», как называли его водители прошлого века, загнутый ключ который вставлялся в двигатель и выполнял функцию маховика. Но существует еще одна функция маховика.

 Второе. Маховик, должен бороться с сторонней энергией двигателя, то есть он гасит колебания двигателя, которые пошли бы в кузов. В результате, наш с вами двигатель функционирует нормально, без излишних детонации (колебаний двигателя). Вообще то колебания двигателя существуют, но они не такие значительные. А если это современный импортный автомобиль, то его может быть вовсе не слышно. О его работе можно судить только по некоторым приборам, что говорит о сбалансированной работе деталей.

 Маховик можно купить в сети магазинов «АВТОмаркет Интерком» или заказать через интернет-магазин на нашем сайте. Также у нас функционируют в некоторых городах пункты выдачи товара.

+7 (351) 240-85-85 Многоканальный

+7 (351) 220-18-88 Интернет-магазин

Почему маховики не прижились в автомобилях? / Хабр

Идея родилась при подготовке к гонкам Формулы-1, однако с переменным успехом выступила лишь на гонке «24 часа Ле-Мана».

В 2010 году во время 10-часовой гонки Petit Le Mans, проводящейся в городе Брэзелтон, шт. Джорджия, США, экспериментальный гоночный автомобиль компании Porsche 911 GT3 R Hybrid находился в первой 20-ке среди 45 автомобилей. В это время репортёры телевизионной сети Speed брали интервью у Марго Т. Оге, которая тогда была директором отдела транспорта и качества воздуха при агентстве по охране окружающей среды США.

Репортёры при каждой возможности обращали внимание зрителей на новый автомобиль Porsche. Гибридные автомобили для дорог общего пользования становились всё более привычными, и Оге постоянно подчёркивала «большую значимость» этого автомобиля, вкупе с энергетической независимостью и низкими углеродными выбросами. Именно таких целей и добивалось агентство.


В 2009 году командам F1 первые разрешили использовать гибридные системы. Команда Williams решила разработать гибрид с маховиком вместо химических аккумуляторов. Но эта система так и не вышла на трассу.

Однако, как и его ближайший гибридный родственник с гонок «Формула-1», эту модель 911 GT3 R не планировалось выпускать на улицы. Этот гибрид использовал маховик. Вместо совместного применения бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя с аккумуляторами, гоночная машина совместила нижнеклапанный шестицилиндровый ДВС с электромеханической системой хранения энергии на маховике.

Как выглядел маховик Williams Hybrid Power

Инженеры Porsche начали изучать применение гибридных систем в гонках в 2007 году. Примерно в то же время руководство F1 разрешило интеграцию гибридных технологий. С сезона 2009 года F1 позволила командам использовать умеренные гибридные системы рекуперации кинетической энергии (kinetic energy recovery system, KERS).

Williams открыла дочернюю компанию Williams Hybrid Power для разработки и полировки гибрида с маховиком. В 2010 году она организовала партнёрство с Porsche Motorsport для создания 911 GT3 R Hybrid

Большинство команд F1 разрабатывало системы рекуперации на основе аккумуляторов, однако команда Williams создала электромеханический маховик. В итоге из-за технических ограничений гонок команде Williams так и не довелось выставить эту машину на трассу. Интересно, что компания Chrysler также пыталась сделать гибридный автомобиль с ДВС/маховиком для Ле-Мана за 15 лет до этого, но и их разработка не дошла до гонок.

Audi успешно использовала гибридную систему с маховиком для машины R18 e-tron Quattro. Эта машина выигрывала Ле-Ман три раза подряд.

Однако Porsche в итоге купила лицензию на технологию Williams Hybrid Power, и вознамерилась адаптировать её для гонок на выносливость в модели 911 GT3 R Hybrid. Компания Audi также занялась внедрением маховика в свой всепобеждающий дизель-электрический прототип R18 e-tron Quattro. В прототипе использовался доработанный маховик производства британской компании GKN, делающей запчасти для автомобилей и самолётов. Она купила эту технологию у Williams ещё в 2014 году. Полученный гибрид с маховиком выиграл десятки гонок, включая и «24 часа Ле-Мана» в 2012, 2013 и 2014 годах.

Схема гибридной системы Audi R18 e-tron Quattro

Учитывая такой вклад производителей в спортивные автомобили, очень многие наблюдатели ожидали, что технология маховика через несколько лет перейдёт и на обычные автомобили. Но этого так и не произошло. Почему?

Высокооборотистый ускоритель

Вкратце автомобильная гибридная система с маховиком использует механическую энергию маховика для кратковременной дополнительной помощи двигателю внутреннего сгорания. На осях или в колёсах машины расположены электромоторы/генераторы. Они используют кинетическую энергию, которая в ином случае просто уходит в тепло при торможении колодками.

GT3 R Hybrid был создан для гонок на выносливость на знаменитом состязании «24 часа «Нюрбургринга»» в 2010 году

Но вместо того, чтобы отправлять эту энергию в химический аккумулятор для хранения и последующего использования, электричество используют для раскрутки маховика. Электрическая энергия преобразуется в кинетическую энергию вращения посредством инновационного магнитного материала (иногда это магнитный порошок), нанесённого на маховик. Чем больше энергии приходит, тем быстрее он крутится. Это, кстати, отличает его от гибридной системы с механическим маховиком, которую компания Nissan безуспешно пыталась разработать для Ле-Мана 2015 года.

Схема трансмиссии у GT3 R Hybrid. Красным обозначены компоненты маховика, силовая электрика и два мотора/генератора.

Количество энергии, которое можно снять с маховика, определяется его массой и скоростью вращения. Обычно он вращается со скоростями от 25 000 до 55 000 об/мин. Для преобразования хранящейся в маховике кинетической энергии обратно в электрическую вращающееся магнитное поле генерирует ток, идущий в обратном направлении, и энергия поступает на те же самые моторы/генераторы, что собирали её во время торможения.

Схема GT3 R Hybrid под другим углом

Как было упомянуто ранее, эти моторы могут располагаться прямо в колёсах.

Или же такой мотор можно подсоединить к ведущему валу двигателя через бесступенчатую или другую трансмиссию. По запросу она соединяется с валом, забирает энергию у маховика и превращает её в кинетическую энергию, вращающую вал и ведущие колёса.

У обычного автомобиля на этом месте располагается пассажирское сиденье. У GT3 R Hybrid там стоит маховик.

Маховики часто сравнивают с конденсаторами, способными быстро накапливать и отдавать энергию. Сторонники этой технологии считают её преимуществами малый вес, стоимость и малое воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными гибридами, использующими химические аккумуляторы.

Маховик 911 GT3 R был сделан из композитного углеволокна, и его диаметр равнялся 406 мм. Корпус маховика, также сделанный из углеволокна, располагался на месте пассажирского сиденья. Маховик отправлял и получал энергию от электрических моторов/генераторов по 80 л.с. (60 кВт), располагавшихся в обоих передних колёсах. Такая конфигурация позволяла улучшить управление автомобилем на поворотах.

Ёмкость маховика в машине Porsche составляла 0,2 кВт*ч. Он мог выдавать до 163 л.с. (122 кВт) на периоде до 6 секунд, помогая разгонять машину после поворотов или на длинных дистанциях – в зависимости от того, как водитель решал применить дополнительную энергию, нажимая на специальную кнопку на руле.

Общая мощность всей системы составляла 670 л.с. (500 кВт), а весила машина примерно 1300 кг. Маховик с корпусом весили порядка 47 кг – значительно меньше, чем аккумулятор у электрических гибридов. В целом машина весила на 104 кг больше, чем обычные гоночные Porsche GT3, вместе с которыми она ездила по треку.

В Porsche решили, что хранить энергию в маховике в условиях экстремальных гоночных нагрузок надёжнее, чем в литий-ионных аккумуляторах. В отличие от последних, маховик можно было полностью заряжать (т.е. разгонять до максимальной скорости) и разряжать (останавливать почти полностью) много раз в минуту без всяких побочных эффектов.

Благодаря относительно эффективному использованию горючего, не самый быстрый среди участников гонки 2010 года «24 часа «Нюрбургринга»» 911 GT3 R Hybrid лидировал восемь часов подряд. В гонке 2010 года Petit Le Mans машина пришла 18-й – сказался износ деталей.

В 2011 году она снова вышла на трассу, но потом в Porsche сконцентрировались на прототипе 919 Hybrid для чемпионата мира по автогонкам на выносливость.

Не быстрое, а медленное хранение и восстановление энергии

Переход на 919 Hybrid в частности был связан с тогдашним проектом суперкара от Porsche. Так утверждает президент и генеральный директор североамериканского подразделения Porsche Motorsport, Дэниел Армбрюстер.

«Примерно тогда мы уже начали работать над гибридным заряжаемым прототипом спортивного автомобиля 918 Spyder, — вспоминает он. – И в обоих моделях, 919 и 918, обнаружилось, что литий-ионные аккумуляторы обеспечивают наилучший баланс между сохранением энергии и мощностью питания».

Езда по дорогам общего пользования заключается в постоянном разгоне и торможении, что как раз подходит для рекуперативного торможения. Однако в таких условиях ни о каком быстром разгоне с максимальным ускорением от одного поворота до другого, как в гонках, речи не идёт. Вместо быстрого и интенсивного восстановления энергии, и последующего активного её сохранения, на передний план выходит сравнительно медленная генерация энергии, из-за чего главным становится вопрос её хранения.

«Гибридная технология с использованием маховика в 911 GT3 R Hybrid позволяла экономить топливо, что уменьшало время, проведенное на пит-стопе, по сравнению с соперниками, — поясняет Армбрюстер. – В гонках маховик работает эффективнее из-за постоянного резкого торможения и резкого разгона. Для такого режима отлично подходит кратковременное хранение энергии с мощной отдачей».

«Но у этой технологии есть свои недостатки. В целом, в маховике не получается хранить много энергии – только ту, что дало торможение, — говорит он. – Аккумулятор же способен стабильно и долговременно хранить энергию, и с этими показателями маховику не сравняться. Во многих местах Европы возможность разгоняться, не делая выбросов в атмосферу, оказывается важной. Поэтому решение на основе аккумуляторов представляется наилучшим вариантом».

И хотя Porsche отказалась от маховика из-за ограниченной ёмкости, Армбрюстер добавляет, что «нет сомнений в том, что 911 GT3 R Hybrid сыграла важнейшую роль, доказав применимость гибридной технологии в скоростных гонках».

Глен Паско, ведущий инженер Williams Advanced Engineering, говорит, что с сегодняшней точки зрения понятно, что быстрый захват и отдача энергии в системах с маховиком больше подходит для режимов езды с периодической пиковой нагрузкой.

«Кроме поездок по центру города цикл работы типичного пассажирского автомобиля не подходит под режим »разгон-торможение», свойственный маховикам, — говорит Паско. – Энергия, хранящаяся в маховике, постоянно теряется, а в химическом аккумуляторе она может храниться очень долго».

На автобусах

Принцип работы маховика от Williams всё же нашёл применение в городских условиях в 2015 году, когда GKN модифицировала эту систему для установки на лондонские автобусы. В гибридную систему Gyrodrive с маховиком входит тяговый двигатель, связанный с ведущим валом машины, электрический маховик, инвертер для мотора/маховика, и электронная система управления.

Эта система с различными вариациями использовалась в как в одноэтажных, так и в двухэтажных автобусах британского производителя Alexander Dennis. Однако Gyrodrive оказалась слишком большой и дорогой для легковых городских автомобилей (например, такси), которые постепенно переходят на аккумуляторы.

Глен Паско говорит, что в настоящее время в WAE не занимаются какими-либо маховиками. Однако он добавляет, что «мы работаем с широким спектром индустрий и тщательно изучаем требования клиентов, поэтому такая технология может найти своё применение в будущем».

Среди примеров применения могут оказаться и гонки, если их устроители позволят использовать подобные устройства. Хотя в настоящее время, судя по всему, их больше интересуют аккумуляторные гибриды и технологии быстрой зарядки. Сейчас WAE занимается разработкой топливных систем на водородных ячейках для больших самосвалов. Там рекуперативное торможение используется практически так же, как у маховиков.

Президент североамериканского подразделения Porsche Motorsport говорит, что его компания «постоянно оценивает, какие технологии дают наилучшее решение в конкретных ситуациях», и не отказывается заранее ни от каких подходов.

Армбрюстер объясняет, что в стратегию Porsche «входят ДВС, спортивные заряжаемые гибриды и полностью электрические машины. Также мы исследуем вопрос синтетического топлива, делающего ДВС уже существующих машин более дружественными к окружающей среде».

Иронично, что большая часть тех из нас, кто столкнётся с гибридными автомобилями с маховиками, будет ехать в машине в качестве пассажира, а не водителя. Также в разработке находятся статичные маховиковые системы. Немецкая компания Chakratec недавно развернула маховиковую систему хранения энергии в гостинице Premier Inn в Лейпциге, позволяющую сглаживать пиковые нагрузки на зарядные станции для электромобилей.

Но всего десять лет назад гоночные автомобили, оснащённые маховиками, лидировали в гонке «24 часа «Нюрбургринга»» и убедительно соперничали с более лёгкими GT3. В будущем инвестиции в эту технологию могут как облегчить эту систему, так и увеличить её энергетическую ёмкость, и вновь дать гонщикам маховики – в спорте, где редко что-то выбрасывают просто так.

Почему гибридная система с маховиком так и не прижилась в дорожных автомобилях?

ты крутишь меня прямо вокруг —

Рожденная, но никогда не участвовавшая в гонках Формулы-1, эта идея нашла некоторый успех в Ле-Мане.

Эрик Теглер — 14 февраля 2021 г. 15:30 UTC

Увеличить / Почему гибрид с маховиком так и не прижился на дорожных автомобилях?

GKN/Jonathan Gitlin

Когда съемочная группа телеканала Speed ​​взяла интервью у Марго Т. Оге, тогдашнего директора Управления транспорта и качества воздуха Агентства по охране окружающей среды, во время 10-часовой гонки Petit Le Mans Series 2010 на шоссе Атланта, экспериментальный Porsche 911 Гоночный автомобиль GT3 R Hybrid удержал позицию в топ-20 среди 45 автомобилей.

Съемочная группа использовала любую возможность, чтобы привлечь внимание к присутствию нового Porsche. Гибридные трамваи становились мейнстримом, и Оге неоднократно называл «дорожную актуальность» наряду с энергетической независимостью и низким уровнем выбросов углерода в качестве императивов EPA.

Но, как и его новые родственники гибридных гоночных автомобилей Формулы-1, этот особенный 911 GT3 R не был уличным гибридом. Это был «гибрид маховика». Вместо параллельных систем привода бензиновый двигатель/электродвигатель, объединенных с аккумулятором, 911 сочетал в себе оппозитный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания с электромеханической системой накопления энергии маховика.

Инженеры Porsche, занимающиеся автоспортом, начали исследования гибридных систем для гонок в 2007 году. Примерно в то же время F1 решила интегрировать гибридные технологии. Начиная с сезона 2009 года, Формула-1 разрешила своим командам использовать мягкие гибридные системы, называемые системами рекуперации кинетической энергии (KERS).

Большинство команд F1 разработали KERS, в котором использовались батареи, но команда Williams F1 создала электромеханическую систему маховика. В конечном итоге Williams не участвовала в гонках по этой системе из-за технического регламента Формулы-1. (Интересно, что Chrysler пытался построить гибридный гоночный автомобиль, работающий на природном газе и маховике, для Ле-Мана 15 лет назад, но и эта программа так и не дошла до гонок.)

• В 2009 году командам Ф1 впервые разрешили использовать гибридные системы. Команда Williams F1 решила разработать модель, в которой в качестве накопителя энергии использовался маховик вместо химической батареи или конденсатора. Однако система никогда не участвовала в гонках F1.

  Марк Томпсон / Getty Images

• Так выглядел маховик Williams Hybrid Power.

  ГКН

• jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_0841_fine.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_0841_fine-980×653.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_0841_fine-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1741957″>

  Компания Williams создала дочернюю компанию Williams Hybrid Power для разработки и усовершенствования гибридного автомобиля с маховиком. В 2010 году компания совместно с Porsche Motorsport построила 911 GT3 R Hybrid.

  Порше

• net/wp-content/uploads/2021/02/A172058_large-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1741955″>

  Затем Audi успешно применила гибридную систему с маховиком в своем R18 e-tron Quattro. Эта машина трижды подряд выигрывала Ле-Ман.

  Ауди Спорт

• Иллюстрация гибридной системы Audi R18 e-tron Quattro.

  Ауди Спорт

Тем не менее, Porsche в конце концов получил лицензию на концепцию от Williams Hybrid Power и приступил к адаптации ее к гонкам на выносливость в 911 GT3 R Hybrid. Audi тоже использовала маховик в своем всепобеждающем дизель-электрическом прототипе R18 e-tron Quattro. В прототипе Audi использовалась система, доработанная британским поставщиком автомобильной и аэрокосмической промышленности GKN, которая приобрела Williams Hybrid Power в 2014 году. Этот гибридный гоночный автомобиль с маховиком выиграл десятки гонок, в том числе «24 часа Ле-Мана» в 2012, 2013 и 2013 годах. 2014.

Принимая во внимание эти громкие заводские гоночные программы, ориентированные на F1 и гонки спортивных автомобилей, многие, если не большинство случайных наблюдателей, ожидали, что гибридная технология маховика будет перенесена на серийные автомобили в течение нескольких лет.

Такого никогда не было. Почему?

Ускоритель с высокими оборотами

Проще говоря, автомобильная гибридная система с маховиком использует мощность механического двигателя с маховиком для увеличения мощности двигателя внутреннего сгорания на короткое время. Электродвигатели/генераторы, расположенные на колесах или осях транспортного средства, производят электричество, полученное из кинетической энергии, которая в противном случае теряется в виде тепла, когда фрикционные тормоза замедляют транспортное средство.

Но вместо того, чтобы направлять энергию в химическую батарею для хранения и повторного использования, электричество используется для привода двигателя-маховика. Электрическая энергия преобразуется в кинетическую энергию вращения с помощью нового магнитного материала (иногда магнитного порошка), встроенного в маховик. Чем больше энергии приложено, тем быстрее он вращается. (Примечание: это отличается от гибридной системы с механическим маховиком, которую Nissan безуспешно пытался разработать для своего гоночного автомобиля в Ле-Мане 2015 года.) больше — определить доступность энергии, которую он может высвободить. Чтобы преобразовать кинетическую энергию, хранящуюся в маховике, обратно в электрическую, вращающееся магнитное поле генерирует ток в обратном направлении (путем инвертирования полярности приложенного напряжения), и мощность подается на те же двигатели/генераторы, которые собирали энергию во время оригинальное торможение.

Как уже отмечалось, мотор-генераторы могут располагаться на колесах. В качестве альтернативы двигатель-маховик может быть соединен с приводным валом двигателя через бесступенчатую трансмиссию (CVT) или другую муфту. При необходимости он соединяется с карданным валом, забирая потенциальную энергию маховика и преобразовывая ее в кинетическую энергию, приводящую в движение карданный вал и ведущие колеса.

Двигатели с маховиком часто сравнивают с конденсаторами, способными быстро накапливать и высвобождать энергию. Сторонники ссылаются на вес, стоимость и экологические преимущества по сравнению с традиционными гибридами химических батарей.

• jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1741961″>

  GT3 R Hybrid был создан для участия в 2010 году в Нюрбургринге 24, круглосуточной гонке на выносливость, проводимой на знаменитой трассе.

  Порше

• Иллюстрация трансмиссии GT3 R Hybrid сверху вниз. Компоненты, выделенные красным, — это гибридная система с маховиком, силовая электроника и два блока электродвигателя/генератора.

  Порше

• arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_1531_fine-150×150.jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_1531_fine.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_1531_fine-980×598.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2021/02/M11_1531_fine-1440×879.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1741956″>

  Еще один взгляд на трансмиссию GT3 R Hybrid.

  Порше

• В дорожном автомобиле это место переднего пассажира. В GT3 R Hybrid он был зарезервирован для маховика.

  Порше

В двигателе маховика 911 GT3 R использовался композитный маховик из углеродного волокна диаметром 16 дюймов (406 мм). Установленный в коробке из углеродного волокна, где пассажирское сиденье должно быть в дорожном 911, двигатель-маховик получал питание и отправлял мощность на электродвигатель / генератор мощностью 80 л.с. (60 кВт) на каждом переднем колесе. Конфигурация позволила Porsche включить векторизацию крутящего момента для улучшения управляемости / тяги при ускорении от вершины поворота.

Мотор-маховик гоночного автомобиля Porsche имел мощность 0,2 кВтч. Он мог выдавать 163 л.с. (122 кВт) в течение шести секунд, обеспечивая ускорение — на выходе из поворотов или при обгоне, в зависимости от того, как и когда водитель решил применить дополнительную мощность с помощью кнопки на рулевом колесе.

Автомобиль имел общую мощность системы около 670 л. с. (500 кВт) и весил примерно 2866 фунтов (1300 кг). Сообщается, что маховик и опорная конструкция весили около 103 фунтов (47 кг), что значительно легче, чем гибридная установка с аккумулятором и электричеством. В целом автомобиль весил на 230 фунтов (104 кг) больше, чем обычные автомобили Porsche GT3, с которыми он делил трассу. Реклама

По мнению Porsche, аккумуляторы в маховиках более долговечны, чем литий-ионные аккумуляторы, в экстремальных циклах зарядки/разрядки в гонках. В отличие от батареи, двигатель-маховик можно было полностью заряжать (разгонять до максимальной скорости) и разряжать (замедлять почти до полной остановки) несколько раз в минуту без побочных эффектов.

Благодаря своей относительной топливной экономичности — если не скорости — 911 GT3 R Hybrid действительно лидировал в гонке «24 часа Нюрбургринга 2010» в течение восьми часов, прежде чем выбыл из гонки. На Пти-Ле-Мане 2010 года машина в конечном итоге финишировала 18-й, хотя этому способствовало истощение.

Он снова участвовал в гонках в 2011 году, но после этого был отложен, поскольку Porsche сосредоточился на своем гоночном прототипе 919 Hybrid World Endurance Championship.

Медленно, а не быстро, рекуперация и накопление энергии

Изменение приверженности Porsche гонкам к модели 919 Hybrid, направляющейся в Ле-Ман, отчасти было связано с ее современным проектом дорожного суперкара, по словам Даниэля Армбрустера, президента и главного исполнительного директора Porsche Motorsport. Северная Америка.

«Примерно в то же время уже велись работы на 918 Spyder plug-in гибридный суперспортивный автомобиль, — вспоминает он. — В обоих случаях [919/918] было обнаружено, что литий-ионные батареи обеспечивают наилучший баланс между сохранением энергии и передачей мощности для соответствующих целей».

Несмотря на рутинный характер движения с частыми остановками и, таким образом, возможности сбора энергии рекуперативного торможения, уличное вождение не характеризуется необходимостью бегать от вершины поворота к вершине поворота, тормозя и ускоряясь с максимально возможной скоростью, как в гонках. Требование быстрого, интенсивного восстановления энергии и последующего развертывания заменяется требованием более медленного производства и развертывания электроэнергии, что смещает акцент на хранение энергии. Реклама

«Гибридная технология маховика в 911 GT3 R Hybrid обеспечила экономию топлива и, следовательно, снижение потребности в пит-стопах по сравнению с автомобилями, с которыми он конкурировал», — объясняет Армбрустер. «В гоночных приложениях можно более эффективно использовать маховик из-за частых резких торможений и ускорений, которые хорошо сочетаются с кратковременной способностью накопления энергии и высокой выходной мощностью этой технологии.

«Но технология не обошлось без проблем. В общем, маховик хранит не так много энергии, только энергию торможения, — говорит он. — Аккумулятор способен обеспечить высокостабильное долговременное накопление энергии, чего маховик просто не может обеспечить. Для использования на дорогах, где важна возможность движения по требованию без местных выбросов, что становится все более частым случаем в некоторых частях Европы, решение на основе аккумуляторов является лучшим вариантом гибридной трансмиссии».

В то время как ограниченная емкость гибрида с маховиком оттеснила технологию Porsche на второй план, Армбрустер добавляет: «Нельзя отрицать, что 911 GT3 R Hybrid сыграл ключевую роль в доказательстве того, что гибридная технология нашла применение в высокопроизводительных спортивных автомобилях. .»

Оглядываясь на то время и на сегодняшний день, Глен Паско, главный инженер-конструктор компании Williams Advanced Engineering (WAE), говорит, что быстрое получение и высвобождение энергии с помощью систем двигателя с маховиком лучше подходит для приложений с пиковым циклом.

«Помимо использования в центре города, рабочий цикл типичного легкового автомобиля не соответствует повторяющемуся характеру «старт-стоп», который лучше всего подходит для технологии маховика», — говорит Паскоу. «Энергия, запасенная в маховике, всегда истощается, в отличие от химической батареи, которая может сохранять свое состояние заряда в течение очень длительного периода времени».

На автобусах

Базовая гибридная концепция Williams с маховиком достигла центра города в 2015 году, когда GKN модифицировала систему для лондонских автобусов. Гибридная система маховика Gyrodrive от GKN включала тяговый двигатель, приводимый в движение от ведущей оси транспортного средства, электрический маховик, инвертор для узла двигатель/маховик и электронную систему управления.

Эта система и последующие варианты использовались в автобусах британского производителя Alexander Dennis как в одноэтажных, так и в двухэтажных моделях автобусов. Однако система маховика Gyrodrive считалась слишком большой и дорогой для городских автомобилей (такси), в которых применялись различные стратегии использования аккумуляторов.

Реклама

Глен Паско говорит, что в настоящее время WAE не занимается усовершенствованием каких-либо систем маховиков, но добавляет, что «поскольку мы работаем в широком спектре отраслей и подробно изучаем требования наших клиентов, эта технология может быть подходящей для определенных приложений в будущем. .»

Это могло бы включать гонки, если бы гоночные серии/санкционирующие органы разрешили такие устройства, хотя текущий интерес, похоже, больше связан с разработкой гибридных аккумуляторов и быстрой зарядки. В настоящее время WAE занимается разработкой водородных топливных элементов для больших карьерных самосвалов, используя рекуперативное торможение почти так же, как и системы с маховиками.

Президент Porsche Motorsport North America говорит, что компания «всегда оценивает, какие технологии предлагают наилучшее решение в текущей ситуации», не исключая ни одного единственного подхода.

Армбрустер объясняет, что стратегия Porsche «включает силовые агрегаты внутреннего сгорания, спортивные подключаемые гибриды и полностью электрические автомобили… Мы также изучаем разработку синтетического топлива, которое предлагает экологически безопасный подход к автомобилям внутреннего сгорания, которые уже находятся на дороге. .»

По иронии судьбы гибриды маховиков, с которыми сейчас сталкивается большинство из нас, находятся в транспортных средствах, на которых мы ездим (автобусы, поезда, корабли), а не ездим на них. Системы статического маховика также находятся в стадии разработки; в Германии компания Chakratec только что установила систему хранения маховика в отеле Premier Inn в Лейпциге, предназначенную для управления пиковыми нагрузками зарядных устройств для электромобилей.

Но около десяти лет назад гоночные автомобили с двигателями-маховиками лидировали на Нюрбургринге 24 и достойно конкурировали с более легкими автомобилями GT3. Дальнейшие инвестиции могут как облегчить, так и потенциально улучшить емкость таких систем для накопления энергии, снова объединяя драйверы и маховики в спорте, который редко выбрасывает все подряд.

Продажи автомобилей с маховиком в Вудстоке, Джорджия — объективный рейтинг 5,0 звезд

Недавние исследования

Самые долговечные автомобили, грузовики и внедорожники, пробег которых составляет 250 000 миль и более

Какой тип транспортного средства является самым популярным в каждом штате?

У Tesla больше всего прогнозируемых отзывов, а у Mercedes и Toyota меньше всего

В каких штатах больше всего пикапов?

Топ-14 автомобилей, которые стоят больше подержанных, чем новые, несмотря на снижение цен на подержанные автомобили

См. дополнительные исследования.