hybride tijd

In een situatie waarin het moeilijk is om al het geld in puur elektrische voertuigen te steken, al was het maar vanwege de nog steeds onbevredigende actieradius, onvolkomenheden van de batterij, lastig lang opladen en zorgen over het milieubewustzijn, worden hybride oplossingen een redelijke gulden middenweg. Dit is terug te zien in de resultaten van de autoverkopen.

Hybride auto dit voertuig is uitgerust met een typisch systeem motor en een of meer (1). De elektrische aandrijving kan niet alleen worden gebruikt om het brandstofverbruik te verminderen, maar ook om het vermogen te vergroten. Moderne hybride auto's gebruik aanvullende methoden om de energie-efficiëntie te verbeteren, zoals. In sommige implementaties wordt een verbrandingsmotor gebruikt om elektriciteit op te wekken voor het aandrijven van een elektromotor.

1. Schema van een dieselelektrisch hybride voertuig

In veel hybride ontwerpen uitlaatgassen het wordt ook verminderd door de verbrandingsmotor uit te schakelen wanneer deze geparkeerd staat en deze weer in te schakelen wanneer dat nodig is. Ontwerpers streven ernaar ervoor te zorgen dat de interactie met de elektromotor de werking ervan optimaliseert. Wanneer een verbrandingsmotor bijvoorbeeld op lage snelheid draait, is de efficiëntie laag, omdat deze de meeste energie nodig heeft om zijn eigen weerstand te overwinnen. In een hybridesysteem kan deze reserve worden benut door het toerental van de verbrandingsmotor te verhogen tot een niveau dat geschikt is voor het opladen van de accu.

Bijna zo oud als auto's

De geschiedenis van auto-hybrides begint meestal in 1900, toen Ferdinand Porsche het model presenteerde op de Wereldtentoonstelling in Parijs. Hybride Lohner-Porsche Mixte (2), 's werelds eerste diesel-elektrische hybride auto. Van deze machine werden later enkele honderden exemplaren verkocht. Twee jaar later bouwde Knight Neftal een hybride racewagen. In 1905 introduceerde Henri Pieper een hybride waarbij een elektromotor batterijen kon opladen.

In 1915 creëerde de Woods Motor Vehicle Company, een fabrikant van elektrische voertuigen, het Dual Power-model met een 4-cilinder verbrandingsmotor en een elektromotor. Onder een snelheid van 24 km/u werkte de auto pas op de elektromotor totdat de batterij leeg isen boven deze snelheid werd de verbrandingsmotor ingeschakeld, die de auto tot 56 km / u kon versnellen. Dual Power was een commerciële mislukking. Hij was te langzaam voor zijn prijs en te moeilijk om te besturen.

In 1931 stelde Erich Geichen een auto voor waarvan de batterijen werden opgeladen terwijl hij een heuvel afdaalde. Energie werd geleverd door een cilinder met perslucht, die dankzij deze werd gepompt kinetische energie auto-onderdelen gaan bergafwaarts.

Senergieterugwinning tijdens het remmen, een belangrijke uitvinding van de moderne hybridetechnologie, werd in 1967 door AMC voor American Motors ontwikkeld en kreeg de naam Energy Regeneration Brake.

In 1989 bracht Audi de experimentele auto Audi Duo uit. Het was parallel гибрид gebaseerd op de Audi 100 Avant Quattro. De auto was voorzien van een elektromotor van 12,8 pk die de achteras aandreef. Hij putte er energie uit nikkel-cadmium-batterij. De vooras werd aangedreven door een 2,3 liter vijfcilinder benzinemotor met 136 pk. Het was de bedoeling van Audi om een ​​auto te maken die buiten de stad zou worden aangedreven door een verbrandingsmotor en in de stad door een elektromotor. De bestuurder heeft gekozen voor de verbrandingsmodus of de elektrische rijmodus. Audi produceerde slechts tien exemplaren van dit model. De lage interesse van klanten werd toegeschreven aan lagere prestaties dan de standaard Audi 100 vanwege de extra werklast.

De doorbraak kwam uit het Verre Oosten

De datum waarop hybride auto's op grote schaal op de markt kwamen en echt populair werden, is pas 1997, toen deze op de Japanse markt betrad. Toyota Prius (3). Aanvankelijk vonden deze auto's kopers vooral in milieugevoelige kringen. De situatie veranderde in het daaropvolgende decennium, toen de olieprijzen snel begonnen te stijgen. Sinds de tweede helft van het afgelopen decennium zijn ook andere fabrikanten begonnen met het op de markt brengen hybride modellen, vaak gebaseerd op gelicentieerde hybride oplossingen van Toyota. In Polen verscheen de Prius in 2004 in de showrooms. In hetzelfde jaar werd de tweede generatie van de Prius uitgebracht, en in 2009 de derde.

Ze volgde Toyota Honda, een andere Japanse autogigant. model verkoop Inzicht (4), een gedeeltelijk parallelle hybride, werd in 1999 gelanceerd in de VS en Japan. Het was een zuinigere auto dan een Toyota-product. De Prius sedan van de eerste generatie verbruikte in de stad 4,5 l/100 km en buiten de stad 5,2 l/100 km. Tweedeurs Honda Insight De eerste generatie verbruikte 3,9 l/100 km in de stad en 3,5 l/100 km buiten de stad.

Toyota heeft nieuwe hybride versies van auto's uitgebracht. Productie Toyoty Auris-hybride begon in mei 2010. Het was de eerste productiehybride in Europa die voor minder verkocht werd dan de Prius. Auris Hybrid hij had dezelfde aandrijving als de Prius, maar het benzineverbruik was lager: 3,8 l / 100 km op de gecombineerde cyclus.

In mei 2007 had Toyota Motor Corporation zijn eerste miljoen hybrides verkocht. Twee miljoen in augustus 2009, 6 miljoen in december 2013. In juli 2015 bedroeg het totale aantal Toyota-hybrides meer dan 8 miljoen. In oktober 2015 bedroeg de verkoop van Toyota-hybrides alleen al in Europa meer dan een miljoen exemplaren. In het eerste kwartaal van 2019 waren hybrides al goed voor 50 procent. totale verkoop van Toyota op ons continent. Meest populaire modellen in deze categorie zijn er echter geen Priussen meer, maar wel consequent Yaris Hybrid, C-HR-hybride Orazo Corolla hybride. Tegen eind 2020 wil Toyota 15 miljoen hybrides verkopen, wat volgens het bedrijf in januari van dit jaar is gebeurd. aanvankelijk. Volgens de fabrikant werd in 2017 al 85 miljoen ton in de atmosfeer uitgestoten. kooldioxide minder.

Tijdens een reguliere carrière van meer dan twintig jaar auto-hybriden er zijn nieuwe innovaties ontstaan. Hybride Hyundai Elantra LPI (5), die in juli 2009 in Zuid-Korea op de markt kwam, was de eerste hybride met verbrandingsmotor op LPG. Elantra is een gedeeltelijke hybride die, ook voor het eerst, gebruik maakt van lithium-polymeerbatterijen. De Elantra verbruikte 5,6 liter benzine per 100 km en stoot 99 g/km COXNUMX uit.₂. In 2012 kwam Peugeot met een nieuwe oplossing met de lancering van de 3008 Hybrid4 op de Europese markt, de eerste in serie geproduceerde dieselhybride. Volgens de fabrikant verbruikt de 3008 Hybrid bestelwagen 3,8 l/100 km diesel en stoot hij 99 g/km COXNUMX uit.₂.

5. Hybride Hyundai Elantra LPI

Het model werd in 2010 gepresenteerd op de New York International Auto Show. Lincoln MKZ-hybride, de eerste hybride versie die identiek geprijsd was aan de reguliere versie van hetzelfde model.

In april 2020, sinds het mijlpaaljaar 1997, waren er wereldwijd ruim 17 miljoen hybride elektrische voertuigen verkocht. De marktleider is Japan, dat in maart 2018 meer dan 7,5 miljoen hybride voertuigen verkocht, gevolgd door de VS, die in 2019 in totaal 5,4 miljoen exemplaren verkochten, en 2020 miljoen hybride voertuigen verkocht in Europa in juli 3. De bekendste voorbeelden van breed verkrijgbare hybrides zijn, naast de Prius, hybride versies van andere Toyota-modellen: Auris, Yaris, Camry en Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Parallel, serie en gemengd

Verschillende geslachten zijn momenteel verborgen onder de generieke naam "hybride". voortstuwingssystemen en ideeën voor meer efficiëntie. We moeten niet vergeten dat nu, naarmate het ontwerp zich ontwikkelt en vordert, duidelijke classificaties soms mislukken, omdat combinaties van verschillende oplossingen worden gebruikt plus nieuwe uitvindingen die de zuiverheid van de definitie schenden. Laten we beginnen met het delen op schijfconfiguratie.

W hybride aandrijving De interne verbrandingsmotor van het parallelle type en de elektromotor zijn mechanisch verbonden met de aandrijfwielen. Een auto kan worden aangedreven door een verbrandingsmotor, een elektromotor of beide. Dit schema wordt gebruikt bij Honda-auto's: Inzicht, Burgerlijk, Akkoord. Een ander voorbeeld van een dergelijk systeem is de riemdynamo/starter van General Motors op de Chevrolet Malibu. In veel modellen werkt de verbrandingsmotor ook zo stroomgenerator.

Parallelle aandrijvingen die momenteel op de markt bekend zijn, bestaan ​​uit verbrandingsmotoren met volledig vermogen en kleinere (tot 20 kW) elektromotoren, evenals kleine batterijen. In deze ontwerpen hoeven de elektromotoren alleen de hoofdmotor te ondersteunen en niet de hoofdkrachtbron te zijn. Parallelle hybride aandrijvingen worden als efficiënter beschouwd dan systemen die alleen zijn gebaseerd op verbrandingsmotoren van dezelfde grootte, vooral in de stad en op de snelweg.

Bij een sequentieel hybridesysteem wordt het voertuig uitsluitend rechtstreeks aangedreven door een elektromotor en wordt een verbrandingsmotor gebruikt om het systeem aan te drijven. elektrische stroomgenerator En. De set batterijen in dit systeem is doorgaans veel groter, wat invloed heeft op de productiekosten. Aangenomen wordt dat deze opstelling de efficiëntie van de verbrandingsmotor verhoogt, vooral tijdens het rijden in de stad. Voorbeeld seriële hybride Dit is een Nissan e-Power.

Gemengde hybride aandrijving combineert de voordelen van beide bovenstaande oplossingen - parallel en serieel. Deze "hybride hybrides" worden qua prestaties als optimaal beschouwd, vergeleken met series, die het meest efficiënt zijn bij lage snelheden, en parallel, die optimaal zijn bij hogere snelheden. Hun productie als complexere circuits is echter duurder dan parallelle motoren. De dominante fabrikant van gemengde hybride aandrijflijnen is Toyota. Ze worden gebruikt in Toyota en Lexus, Nissan en Mazda (meestal onder licentie van Toyota), Ford en General Motors.

Het vermogen van twee verbrandingsmotoren en een parallelle kan worden overgebracht naar de wielaandrijving met behulp van een apparaat van het type (stroomverdeler), een eenvoudige set planetaire tandwielen. As van de verbrandingsmotor verbonden met de vork van de planetaire tandwielen van de versnellingsbak, de elektrische generator - met zijn centrale tandwiel, en de elektromotor via de versnellingsbak - met het externe tandwiel, van waaruit het koppel op de wielen wordt overgebracht. Hiermee kunt u een deel overdragen draaisnelheid en het koppel van de verbrandingsmotor naar de wielen en een deel naar de generator. Daarbij motor hij kan binnen het optimale toerentalbereik werken, ongeacht de voertuigsnelheid, bijvoorbeeld bij het wegrijden, en de door de dynamo gegenereerde stroom wordt gebruikt om de elektromotor aan te drijven, waarvan het hoge koppel wordt gehandhaafd door de verbrandingsmotor om de wielen aan te drijven. De computer, die de werking van het gehele systeem coördineert, regelt de belasting van de generator en de stroomtoevoer naar de elektromotor en regelt daarmee de werking van de planetaire tandwielkast. elektromechanische continu variabele transmissie. Tijdens het vertragen en remmen fungeert de elektromotor als generator om de accu op te laden, en bij het starten van de verbrandingsmotor fungeert de generator als generator. beginner.

W volledige hybride aandrijving de auto kan worden aangedreven door alleen de motor, of alleen door de accu, of beide. Voorbeelden van een dergelijk systeem zijn Hybride synergieaandrijving Toyoty, Hybride systeem doorwaadbare plaats, Hybride met dubbele modus productie General Motors/ChrystleVoertuigvoorbeelden: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid en Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h en CT200h. Deze auto's hebben grote, efficiënte batterijen nodig. Door gebruik te maken van een mechanisme voor het delen van energie krijgen voertuigen meer flexibiliteit, ten koste van een grotere systeemcomplexiteit.

gedeeltelijk hybride in principe is het een conventionele auto met een verlengde starter, waardoor de verbrandingsmotor telkens als de auto bergafwaarts gaat, kan worden uitgeschakeld, kan worden geremd of gestopt en de motor indien nodig snel kan worden gestart.

starter het wordt meestal tussen de motor en de transmissie geïnstalleerd en vervangt de koppelomvormer. Geeft extra energie bij ontsteking. Accessoires als radio en airconditioning kunnen worden ingeschakeld als de verbrandingsmotor niet draait. Accu's worden opgeladen tijdens het remmen. Vergeleken met volledige hybrides gedeeltelijke hybrides hebben kleinere batterijen en een kleinere elektromotor. Daarom zijn hun leeggewicht en hun productiekosten lager. Een voorbeeld van dit ontwerp was de full-size Chevrolet Silverado Hybrid, geproduceerd in 2005-2007. Hij bespaarde tot 10 procent. bij het uit- en inschakelen van de verbrandingsmotor en het terugwinnen van energie tijdens het remmen.

Hybriden van hybriden en elektrische voertuigen

Een andere categorie hybrides zou meer tijd moeten krijgen, wat in sommige opzichten een nieuwe stap is in de richting van ‘puur elektrische auto’s’. Dit zijn hybride voertuigen (PHEV’s) waarin de accu’s zitten elektrische aandrijving kan ook worden opgeladen via een externe bron (6). De PHEV kan dus worden beschouwd als een hybride van een hybride en een elektrisch voertuig. Het is uitgerust oplaadstekker. Hierdoor zijn de accu’s ook meerdere malen groter, waardoor het mogelijk is om een ​​krachtigere elektromotor te plaatsen.

6. Schema van een hybride auto

Als gevolg hiervan verbruiken hybride voertuigen minder brandstof dan klassieke hybrides, kunnen ze doorgaans ongeveer 50-60 km "op stroom" rijden zonder de verbrandingsmotor te starten, en presteren ze ook beter, omdat hybrides vaak de krachtigste opties zijn. dit model.

De actieradius van een PHEV-elektrische auto is vele malen groter dan die van een hybride auto zonder deze voorziening. Deze paar tientallen kilometers zijn voldoende voor ritjes door de stad, naar het werk of naar de winkel. Bijvoorbeeld, binnen Skoda Superb iV (7) De batterij kan tot 13 kWh elektriciteit opslaan, wat een bereik van maximaal 62 km oplevert in de emissievrije modus. Hierdoor kunnen we, wanneer we onze hybride thuis parkeren en thuiskomen, een gemiddeld brandstofverbruik van 0 l/100 km bereiken. De verbrandingsmotor beschermt de accu tegen ontladen op een plaats waar geen toegang is tot een stroombron, en zorgt er uiteraard voor dat u zich tijdens lange ritten geen zorgen hoeft te maken over de actieradius.

7. Skoda Superb iV hybride tijdens het opladen

even belangrijk soort hybriden uitgerust met krachtige elektromotoren Skoda Superb iV de parameters zijn 116 pk. en 330 Nm koppel. Hierdoor accelereert de auto niet alleen direct (de elektromotor drijft de auto net zo snel aan, ongeacht welke snelheid hij op dat moment rijdt), want Skoda meldt dat de Superb in 60 seconden naar 5 km/u accelereert, hij kan de auto ook versnellen tot 140 km/u – hierdoor kunt u stressvrij en emissievrij rijden, bijvoorbeeld op ringwegen of snelwegen.

Tijdens het rijden wordt de auto doorgaans door beide motoren aangedreven (de verbrandingsmotor wordt aangedreven door elektriciteit en verbruikt dus minder brandstof dan bij een conventionele auto), maar als je het gas loslaat, remt of met een constante snelheid rijdt, verbrandingsmotor schakelt de motor uit en pas daarna elektrische motor drijft wielen aan. Dus de machine werkt net als klassieke hybride en herstelt energie op dezelfde manier - bij elke remming wordt energie hersteld en gaat deze naar de batterijen in de vorm van elektrische stroom; in de toekomst dient het juist om ervoor te zorgen dat de verbrandingsmotor vaker kan worden uitgeschakeld.

Het eerste plug-in hybride voertuig werd in december 2008 door de Chinese fabrikant BYD Auto op de markt gebracht. Het was het F3DM PHEV-62-model. Première van de plug-in hybride versie van de populairste elektrische auto ter wereld, Chevrolet Voltvond plaats in 2010. T.wakker worden ging in première in 2012.

Hoewel niet alle modellen op dezelfde manier werken, kunnen de meeste in twee of meer modi werken: 'volledig elektrisch', waarbij de motor en accu alle energie voor de auto leveren, en 'hybride', waarbij zowel elektriciteit als benzine worden gebruikt. . PHEV's werken doorgaans in volledig elektrische modus en werken op elektriciteit totdat de batterij leeg is. Sommige modellen schakelen over naar de hybride modus nadat ze op de snelweg een doelsnelheid hebben bereikt, meestal rond de 100 km/u.

Naast de hierboven beschreven Skoda Superb iV zijn de bekendste en populairste hybride modellen Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e en X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Hybriden van de diepten van de zee tot aan de hemel

Het is de moeite waard om te onthouden dat hybride aandrijving wordt niet alleen gebruikt in het autosegment en auto's in het algemeen. Bijvoorbeeld hybride aandrijfsystemen te gebruiken diesel motoren of turbo-elektrisch voor het aandrijven van spoorweglocomotieven, bussen, vrachtwagens, mobiele hydraulische machines en schepen.

In grote structuren ziet het er meestal zo uit diesel/turbinemotor drijft een elektrische generator aan of waterpompdie een elektrisch/hydraulische motor aandrijft. In grotere voertuigen worden de relatieve vermogensverliezen verminderd en worden de voordelen van het verdelen van stroom via kabels of leidingen in plaats van via mechanische componenten duidelijker, vooral wanneer kracht wordt overgebracht naar meerdere aandrijfsystemen zoals wielen of propellers. Tot voor kort hadden zware voertuigen een kleine voorraad secundaire energie, zoals hydraulische accu's/accu's.

Enkele van de oudste hybride ontwerpen waren dat wel niet-nucleaire onderzeeëraandrijvingendraait op ruwe diesels en onderwaterbatterijen. Onderzeeërs uit de Tweede Wereldoorlog gebruikten bijvoorbeeld zowel seriële als parallelle systemen.

Minder bekende, maar daarom niet minder interessante ontwerpen zijn dat wel brandstof-hydraulische hybrides. In 1978 bouwden studenten van het Minnesota Hennepin Vocational and Technical Center in Minneapolis een Volkswagen Kever om tot benzine-hydraulische hybride met afgewerkte onderdelen. In de jaren 90 ontwikkelden Amerikaanse ingenieurs van het EPA-laboratorium een ​​"petrohydraulische" transmissie voor een typisch Amerikaanse sedan.

De testauto bereikte een snelheid van ongeveer 130 km/u in gemengde rijcycli in de stad en op de snelweg. De acceleratie van 0 naar 100 km/u bedroeg 8 seconden met behulp van een 1,9 liter dieselmotor. De EPA schatte dat de in massa geproduceerde hydraulische componenten slechts $ 700 aan de prijs van de auto toevoegden. EPA-tests testten het benzine-hydraulische hybride ontwerp van de Ford Expedition, dat in het stadsverkeer 7,4 liter brandstof per 100 kilometer verbruikte. Het Amerikaanse koeriersbedrijf UPS exploiteert momenteel twee vrachtwagens die deze technologie gebruiken (8).

8. Hydraulische hybride in dienst van UPS

Het Amerikaanse leger heeft getest Humvee hybride SUV's sinds 1985. De evaluaties wezen niet alleen op een grotere dynamiek en een groter brandstofverbruik, maar bijvoorbeeld ook op een kleinere thermische signatuur en een stillere werking van deze machines, wat, zoals je zou kunnen raden, van groot belang kan zijn in militaire toepassingen.

vroege vorm hybride voortstuwingssysteem voor maritiem transport er waren schepen met zeilen aan de masten en Stoommachines benedendeks. Een ander voorbeeld is al genoemd dieselelektrische onderzeeër. Nieuwere, maar wederom ouderwetse, hybride voortstuwingssystemen voor schepen zijn onder meer grote vliegers van bedrijven als SkySails. Vliegers slepen ze kunnen vliegen op hoogten die meerdere malen hoger zijn dan de hoogste scheepsmasten, en onderscheppen sterkere en stabielere winden.

Hybride concepten hebben eindelijk hun weg gevonden naar de luchtvaart. Zo was het prototype vliegtuig (9) uitgerust met een hybride uitwisselbaar membraansysteem (PEM). motor voedingdie is verbonden met een conventionele propeller. De brandstofcel levert al het vermogen voor de cruisefase. Tijdens het opstijgen en klimmen, het meest energievragende segment van de vlucht, maakt het systeem gebruik van lichtgewicht lithium-ionbatterijen. Het demonstratievliegtuig is tevens het motorzweefvliegtuig Dimona, gebouwd door het Oostenrijkse bedrijf Diamond Aircraft Industries, dat aanpassingen aan het ontwerp van het vliegtuig heeft doorgevoerd. Met een spanwijdte van 16,3 meter kan het vliegtuig vliegen met een snelheid van ongeveer 100 km / u, gebruikmakend van de energie die wordt ontvangen van de brandstofcel.

9 Boeing brandstofceldemonstratievliegtuigen

Niet alles is roze

Het valt niet te ontkennen dat, vanwege de complexiteit van het ontwerp van hybride voertuigen dan bij conventionele voertuigen, de vermindering van de voertuigemissies deze emissies ruimschoots compenseert. Hybride voertuigen kunnen de uitstoot van smogveroorzakende verontreinigende stoffen met wel 90 procent verminderen. en de COXNUMX-uitstoot halveren.

Ondanks het feit dat Hybride auto verbruiken minder brandstof dan conventionele auto's, er bestaat nog steeds bezorgdheid over de milieu-impact van de batterij van hybride auto's. De meeste hybride autobatterijen vallen tegenwoordig in een van de twee typen: nikkel-metaalhydride of lithium-ion. Beide worden echter nog steeds als milieuvriendelijker beschouwd dan loodaccu's, die momenteel het merendeel van de startaccu's in benzinevoertuigen uitmaken.

Hierbij moet worden opgemerkt dat de gegevens niet eenduidig ​​zijn. Algemene toxiciteit en blootstellingsniveaus voor het milieu nikkelhydridebatterijen geacht veel lager te zijn dan in dit geval het geval is loodzuur batterijen of met behulp van cadmium. Andere bronnen zeggen dat nikkel-metaalhydridebatterijen veel giftiger zijn dan loodzuurbatterijen, en dat recycling en veilige verwijdering veel lastiger zijn. Van verschillende oplosbare en onoplosbare nikkelverbindingen, zoals nikkelchloride en nikkeloxide, is aangetoond dat ze bekende carcinogene effecten hebben, bevestigd in dierproeven.

Accumulatoren litowo-jonowe Ze worden nu als een aantrekkelijk alternatief beschouwd omdat ze de hoogste energiedichtheid van alle batterijen hebben en meer dan drie keer de spanning van NiMH-batterijcellen kunnen produceren, terwijl ze een hoog volume behouden. Elektrische energie. Deze batterijen produceren ook meer vermogen en zijn efficiënter, waardoor energieverspilling in grotere mate wordt vermeden en superieure duurzaamheid wordt geboden, waarbij de levensduur van de batterij die van een auto benadert. Bovendien vermindert het gebruik van lithium-ionbatterijen het totale gewicht van de auto, waardoor u ook 30 procent kunt krijgen. een lager brandstofverbruik dan voertuigen op benzine, met daaropvolgende vermindering van de CO-uitstoot₂.

Helaas zijn de technologieën die we overwegen voorbestemd om afhankelijk te zijn van moeilijk te vinden en duurdere materialen. Omlaag motor ontwerp en andere onderdelen van hybride voertuigen hebben onder meer zeldzame aardmetalen nodig. Bijvoorbeeld dysprosium, een zeldzaam aardelement dat nodig is voor de productie van verschillende soorten geavanceerde elektromotoren en batterijsystemen in hybride voortstuwingssystemen. Of neodymium, een ander zeldzaam aardmetaal dat een belangrijk onderdeel is van krachtige magneten die worden gebruikt in permanentmagneetmotoren.

Bijna alle zeldzame aardmetalen ter wereld komen voornamelijk uit China. Verschillende niet-Chinese bronnen zoals Hoidas-meer in het noorden van Canada of Mount Veld in Australië is het momenteel in ontwikkeling. Als we geen alternatieve oplossingen vinden, of het nu gaat om nieuwe voorraden of materialen die zeldzame metalen zullen vervangen, dan zal er zeker een stijging van de materiaalprijzen plaatsvinden. En dit zou plannen kunnen doen ontsporen om de uitstoot te verminderen door benzine geleidelijk uit de markt te halen.

Naast de prijsstijging zijn er ook problemen van ethische aard. In 2017 bracht een VN-rapport misstanden aan het licht kinderen in kobaltmijnen, een uiterst belangrijke grondstof voor onze groene technologieën, waaronder de nieuwste generatie elektromotoren in de Democratische Republiek Congo (DCR). De wereld leerde al op vierjarige leeftijd over kinderen die gedwongen werden om in de vuile, gevaarlijke en vaak giftige kobaltmijnen te werken. De Verenigde Naties schatten dat jaarlijks ongeveer tachtig kinderen in deze mijnen omkomen. Tot 40 minderjarigen werden dagelijks gedwongen te werken. Soms is dat de vuile prijs van onze pure hybrides.

Innovaties op het gebied van uitlaatpijpen zijn bemoedigend

Er is echter goed nieuws voor hybride methoden en een algemeen verlangen naar schonere auto's. Onderzoekers hebben onlangs een veelbelovende en verrassende ontwikkeling ontwikkeld eenvoudige aanpassing van dieselmotorendie kan worden gecombineerd met elektrische aandrijving in hybride systemen. Dieselaandrijving dit kan ze kleiner, goedkoper en gemakkelijker te onderhouden maken. En het allerbelangrijkste: ze zullen schoner zijn.

Charles Mueller en drie van zijn collega's van het onderzoekscentrum Sandia National Laboratory werkten aan een aanpassing die bekend staat als Channel Fuel Injection (DFI-). Het is gebaseerd op het eenvoudige principe van een bunsenbrander. Wetenschappers zeggen dat DFI de uitlaatemissies en de neiging van het DPF om roet te verstoppen kan verminderen. Volgens Muller zou zijn uitvinding zelfs de olieverversingsintervallen kunnen verlengen door de hoeveelheid roet in het carter te verminderen.

Dus hoe werkt het? mondstukken bij conventionele diesel creëren ze rijke mengsels in de verbrandingskamers. Volgens wetenschappers bevatten deze gebieden echter twee tot tien keer meer brandstof dan nodig is voor de volledige verbranding ervan. Bij een dergelijke overmaat aan brandstof bij hoge temperaturen zou er een neiging moeten zijn om een ​​grote hoeveelheid roet te vormen. De installatie van DFI-kanalen maakt een efficiënte verbranding van dieselbrandstof mogelijk met weinig of geen roetvorming. “Onze mengsels bevatten minder brandstof”, legt Müller uit in een publicatie over de nieuwe technologie.

De kanalen waar de heer Muller het over heeft, zijn buizen die zijn geïnstalleerd op korte afstand van de plaats waar ze de spuitmondgaten verlaten. Ze worden aan de onderzijde van de cilinderkop naast de injector gemonteerd. Müller gelooft dat ze uiteindelijk zullen worden gemaakt van een legering die bestand is tegen hoge temperaturen en bestand is tegen de hitte-energie van de verbranding. Volgens hem zullen de extra kosten die gepaard gaan met de implementatie van de door zijn team ontwikkelde uitvinding echter klein zijn.

Wanneer een verbrandingssysteem minder roet produceert, kan er efficiënter gebruik van worden gemaakt. uitlaatgasrecirculatiesysteem (EGR) om stikstofoxiden en NOx te verminderen. Volgens de ontwikkelaars van de oplossing zou dit de hoeveelheid roet en NOx die uit de motor komt kunnen terugbrengen tot een tiende van het huidige niveau. Ze merken ook op dat hun concept de CO-uitstoot zal helpen verminderen.₂ en andere stoffen die de opwarming van de aarde veroorzaken.

Het bovenstaande is niet alleen een signaal dat we misschien niet zo snel afscheid zullen nemen van dieselmotoren, waarvan velen het al hebben opgegeven. Innovaties op het gebied van verbrandingsaandrijvingstechnologie zijn een voortzetting van de gedachte achter de groeiende populariteit van hybrides. Het is een strategie van kleine stappen, waarbij de belasting van het milieu door voertuigen geleidelijk wordt verminderd. Het is leuk om te weten dat innovaties in deze richting niet alleen in het elektrische deel van de hybride voorkomen, maar ook in de brandstof.