Sisteme Alternative de Propulsie

1

Curs 1

SISTEMUL DE PROPULSIE HIBRID – HIDRAULIC 1. Definitii

Un automobil este considerat hibrid daca acesta este propulsat de cel puțin doua surse diferite de energie dintre care una non-poluanta.

Prin sistem de propulsie hibrid – hidraulic se înțelege acel sistem de propulsie care pe lângă sistemul convențional de propulsie (motor cu ardere internă) mai are și un sistem hidraulic alcătuit din motor și/sau pompă hidraulică, acumulator hidraulic de înaltă presiune și acumulator hidraulic de joasă presiune. Acumulatorul hidraulic înmagazinează energia hidraulică. Funcționând ca un motor, sistemul de propulsie hidraulic utilizează uleiul presurizat din acumulatorul de înaltă presiune pentru propulsarea autovehiculului. În modul de funcționare ca pompă hidraulică, sistemul de propulsie hidraulic represurizează lichidul hidraulic folosind fie energia cinetica a autovehiculului, fie motorul termic.

2. Principiul de functionare

Sistemul de propulsie hidraulic utilizează energia hidraulică pentru antrenarea roților motoare ale autovehiculului (Figura 1). Motorul cu ardere internă 1, antrenează pompa hidrostatică 2, sistem care convertește energia mecanică în energie hidraulică, ce este transportată printr-un sistem de conducte și dispozitive de comandă la motorul hidraulic 3, care reconvertește energia hidraulică în energie mecanică de rotație, antrenând roțile motoare ale autovehiculului 4.

Fig.1 Schema de principiu a propulsiei hibrid-hidraulice

Autovehiculul hibrid-hidraulic este prevăzut cu două surse de energie. Prima este energia conținută de combustibil, iar a doua este energia hidraulica stocată într-un rezervor hidraulic. Energia chimică a combustibilului se convertește în

Sisteme Alternative de Propulsie

2

mișcare de rotație în motorul cu ardere internă, iar energia hidraulica stocată în acumulatorul hidraulic este transformată în miscare de rotatie în motorul hidrostatic.

Din punct de vedere al modului de cuplare a sistemului hidraulic în cadrul transmisiei putem distinge 2 tipuri de sisteme: 1. sistemul de propulsie hibrid – hidraulic serie

2. sistemul de propulsie hibrid – hidraulic paralel.

În cazul sistemului de propulsie hibrid – hidraulic serie motorul termic nu este conectat direct cu roțile motoare. În schimb pompa/motorul hidraulic este legată mecanic de sistemul de rulare și prin intermediul acesteia realizându-se propulsia autovehiculului.

In cazul unui autovehicul hibrid – hidraulic paralel motorul termic furnizează în mod direct moment către roțile motoare prin intermediul unui sistem de transmisie clasic. Componentele hidraulice sunt atașate arborelui cardanic și asistă sistemul de propulsie în momentul frânării și al accelerării.

3. Aspecte functionale

În timpul frânarii, energia cinetică a autovehiculului este transmisa unităţii

hidraulice pompa / motor, care funcționează ca pompă; astfel se realizează transferul de lichid hidraulic din rezervorul de joasă presiune intr-un acumulator de înaltă presiune. Fluid comprimă azotul din acumulator şi creaza presiune in sistem.

În timpul accelerării, lichidul de înaltă presiune aflat in în acumulatorul hidraulic este distribuit, pompei / motorului care funcționează ca si motor. Sistemul propulsează vehiculul prin transmiterea cuplului la arborele cardanic al autovehiculului.

Roțile motoare sunt antrenate de energia furnizată atât de motorul cu ardere internă cât și de sistemul hidraulic. Această funcționare în tandem permite ca motorul cu ardere internă să fie dimensionat la puteri mai reduse și să funcționeze la regimuri mai eficiente energetic și ecologic.

Energia sistemului hidraulic este asigurată și prin recuperarea parțială a energiei de frânare. Aceasta este utilizată pentru propulsie, la accelerare. Sistemul hidraulic este format dintr-un rezervor hidraulic ca sursă de presiune joasă și un acumulator ca sursă de presiune înaltă. Sistemul de conversie hidraulică joacă rolul de pompă atunci când se preia energia de frânare pentru a fi convertită în energie hidraulică și rol de motor când energia hidraulica este utilizată pentru propulsie.

Sisteme Alternative de Propulsie

3

Sistem hibrid-hidraulic de propulsie - paralel

Sistem hibrid-hidraulic de propulsie - serie

Sisteme Alternative de Propulsie

4

4. Avantaje si dezavantaje

Avantajele sistemului de propulsie hibrid –hidraulic

• La autovehiculele hibrid-hidraulice creşte semnificativ economia de

combustibil şi se reduc emisiile de noxe, prin posibilitatea funcţionării motorului cu ardere internă la puteri mai reduse şi în regimuri de lucru convenabile;

• Propulsia hibrid - hidraulică este simplă din punct de vedere al tehnologiei. Propulsia hidraulică poate fi construită cu tehnologia de fabricaţie existentă;

• Din punct de vedere al randamentului, propulsia hibrid - hidraulică poate avea un randament mai ridicat decât propulsia clasică, prin utilizarea energiei pierdute în regim de frânare şi prin recuperarea energiei din amortizoare;

• Asigură rapoarte mari de transmitere a puterii intr-o gamă continuă; • Permit transmiterea puterii fără şocuri; • Modul în care sunt legate diferitele elemente care compun sistemele

hidraulice se bazează pe circuite simple care se aplică pentru diferitele funcţii care urmează a fi realizate prin sisteme hidraulice.

Dezavantajele sistemului de propulsie hibrid –hidraulic

• Sensibilitatea lichidului la variaţii de temperatură prin modificarea viscozităţii;

• Compresibilitatea uleiului; • Sensibilitate mare la prezenţa aerului în lichid; • Pierderi de putere prin frecările lichidului (este motivul pentru care

vitezele sunt limitate la valori reduse); • Constructiv, problema esenţială este asigurarea etanşării; • Necesită precizie de fabricare ridicată; • Există posibilitatea apariţiei şocurilor la funcţionări necontrolate; • Necesitatea diagnosticării și mentenanţei fluidului de lucru; • Influenţe asupra mediului privind zgomotul, scurgerile din sistem şi

pericolul aprinderii uleiului care prin microfisuri este pulverizat şi devine în atmosferă inflamabil.