ÚSTROJÍ VOZIDEL zabezpečují pohyb vozidla a výkon jeho funkcí ÚSTROJÍ HLAVNÍ Ú. LOŽNÉ Ú. PRACOVNÍ Ú. HNACÍ Ú. BRZDÍCÍ Ú. ŘÍDÍCÍ Ú. POHONNÉ Ú. PŘEVODOVÉ Ú. JÍZDNÍ Ú. Hnací ústrojí realizuje přenos výkonu od pohonného ústrojí k jízdnímu Způsoby přenosu výkonu: A.MECHANICKÝ B.ELEKTRICKÝ C.KOMBINOVANÝ (mechanicko elektrický, mechanicko hydraulický) D.VODÍKOVÝ POHON 1
A. MECHANICKÝ dělíme podle uspořádání pohonu kol Zadní P s M vpředu (klasický, standardní) 1890 René Panhard -přednosti: Umožňuje zástavbu dlouhých motorů s objemem >2.5 dm 3 NA při plném zatížení vynikající trakční vlastnosti Snadný přechod na 4x4 2
A. MECHANICKÝ Zadní P s M vzadu (vše vzadu) prvotiny kočárových vozidel před r. 1980, Vývoj lidových vozů od r. 1930 Porsche typ 12-1931 - Ledwinka - T 77-1938 3
A. MECHANICKÝ Zadní P s M vzadu (vše vzadu) Rozšíření po II. svět. válce: VW Brouk - 1938-2003, VW 1500 Renault 4CV, R8, R10 Fiat 500, 600, 850 Sinca 1000 BMW 700, Hilman, NSU Tatra 58-1947, T 600, 603, 613 Škoda od r. 1964-1990 Š 1000MB, Š100, 110, 135 od 1959 F1 (Lotus) 4
A. MECHANICKÝ Zadní P s M vzadu (vše vzadu) Dnes uplatnění u sportovních automobilů Porsche 911, 928, xx Ferari 360 Modena Lamborghini Diablo Honda NSX Toyota MR2 a všech autobusů, malých městských vozidel Smart Výhody: výborné trakční vlastnosti (zatížení ZN) Nevýhody: přetáčivost (poloha těžiště vzadu), chlazení motoru, nízká variabilita interieru Tříválcové motory uložené vzádu napříč: Varianta se zážehovým 3válcem o výkonu 52kW (Smart Fortwo Cabrio) již 117g/km CO2 5
A. MECHANICKÝ Přední P (vše vpředu) Vývoj od 1930 u firem DKW, Audi, Adler, Citroen 2CV Historický mezník 1959 Austin Mini (BMC), později Mini Cooper, Austin Rower nový směr pro úsporné OA v koncepci příčně uloženého agregátu mezi podběhy kol, Dnes 70% světové produkce OA 6
A. MECHANICKÝ Přední P (vše vpředu) Výhody: výborná variabilita interiéru, mírná nedotáčivost, stabilita v přímém směru, dnes 70% OA Nevýhody: Horší trakční vlastnosti 100 T Druh pohonu (%) 80 60 40 Pohon zadních kol Pohon předních kol 20 Pohon všech kol T 0 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Rok 3) Přední i zadní Nejlepší trakční vlastnosti, terén, volný čas. Vyšší ztráty v převodech (3x R), vyšší spotřeba paliva. 7
B. ELEKTRICKÝ stejnosměrný použití pro manipulační vozíky ve skladech a v projektech elektromobilů s nižším výkonem Lohner-Porsche Elektromobil r.1900 2 elektrmobily v hlavách předních kol (2x2kW/120 min-1), v= 50km/h, baterie 90V, jízdní doba 3 hodiny. Citroen 20kW/ 160V..27x6V NiCd (345 kg) P EL A 8
B. ELEKTRICKÝ střídavý větší výkon mezi motorem a akumulátorem je navíc měnič frekvence Asynchronní (Fiat, GM- 100KW, ) Synchronní (Nisan 62kW, Mazda, Suzuki, ) buzení rotoru permanentními magnety Nisan Pivo 2 4 elektromotory uložené v kolech, Akumulátory Li-ion v podvozku, na němž se kabina otáčí (pivot) Při akceleraci vyžaduje vozidlo rychlý výdej energie, což samotný akumulátor nezabezpečí. Proto se zavádí tzv. superkondensátor (K), který je schopen vydat svou energii velmi rychle a překlenout okamžité špičky a vyrovnat zatížení akumulátoru. Vybíjení a zpětné nabíjení kondensátoru řídí regulační člen (R). A K R M EM 2008/2009 Dopravní a manipulační technika 9
B. ELEKTRICKÝ Jízdní vlastnosti elektromobilů (dojezd, rychlosti a stoupavost) závisí na kapacitě akumulátoru. Dnes jsou HiMH (nikel-metalhydridové) a z mobilů odvozené Li-ionové. Toyota i-real jednomístný prostředek osobní mobility (Personal Mobility) Nevýhody vysoká hmotnost akumulátorů, cena, pomalé dobíjení, malý dojezd Výhody lokální ekologie (velkoměsta, lázně) 10
C. KOMBINOVANÝ hybridní (HEV Hybrid Electric Vehicle) EM Mechanicko- elektrický A M P Výhodou hybridních pohonů je, že akumulátor nemusí být příliš velký a lze ho kdykoliv dobíjet generátorem. Ideální režim provozu z hlediska lokální ekologie nastává, když pro jízdu ve městě se používá elektromotor a v otevřené krajině mezi městy spalovací motor. První sériově vyráběný Toyota Prius (rok 2000), SM 53 kw EM 33 kw- střídavý synchronní A - 270 V- NiMH Spotřeba paliva 3,6 l/100 km SM G 11
C. KOMBINOVANÝ (HEV Hybrid Electric Vehicle) Sportovní verze Autosalon Ženeva 2007 koncept malého sportovní hybridního automobilu Honda 12
C. KOMBINOVANÝ hybridní (HEV Hybrid Electric Vehicle) MULTIPLA Hmotnost 1850 kg (+450kg) Z toho 280 kg akumulátory NiH Elektromotor třífázový asynchronní Dojezd 400 km 13
C. KOMBINOVANÝ Mechanicko hydraulický SM G Fy LINDE regulace změnou objemu HM nebo G, HM v kolech Výhody: Plynulá změna otáček, max. moment při nízkých otáčkách Libovolné umístění zdroje energie (SM), těžiště Hydraulické brždění Nevýhody: vysoká cena, hmotnost, hlučnost nízká účinnost (vyšší spotřeba energie) U pracovních strojů, kde potřebuji tlakovou kapalinu pro pracovní funkce, pojezd je druhotný. 14
D. VODÍKOVÝ POHON Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine) - MAN Nutzfahrzeuge (bus) BMW (BMW Hy 7) Uskladnění vodíku v automobilu: CHG (Compressed Hydrogen Gas), 30 až 70 MPa LHG (Liquid Hadrogen Gas), - 253 C (blízko absolutní nule -273 C) 15
D. VODÍKOVÝ POHON Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine) - MAN Nutzfahrzeuge (bus) BMW (BMW Hy 7) V/60 s bivalentním provozem Benzin/vodík PSM 6dm 3, 191 kw Spotřeba benzin 13,6 l/100km vodík 3.6 kg/100km Dojezd benzin 500 km vodík 200 km 2007/2009 Dopravní a manipulační technika 16
D. VODÍKOVÝ POHON Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine) TUL katedra vozidel a motorů výzkum spalování vodíku v PSM 17
D. VODÍKOVÝ POHON Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) Výroba elektrické energie na palubě vozidla pomocí elektrochemické reakce. H 2 se na katodě rozloží na atomy a ty na ionty H + a elektrony e -. Ionty H + migrují přes tuhý elektrolyt a na anodě se redukují s O 2 a vytvářejí odpadní vodu a ztrátové teplo, účinnost 60-70%, studené spalování 80 C Elektrony obcházejí elektrolyt a vytvářejí elektrický proud 2H H + 2 4 + 4 2H 2 + 4H+ 4e + 4H + 4e + O2 2H 2O e O 2 2H 2 O 18
D. VODÍKOVÝ POHON Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) Příklad použití: OPEL Zafira Projekt Opel/GM hmotnost 1425 kg (+150 kg) 200ks PČ-80kW Kryogenní LHG (-253 C) Fiat Panda O 2 PČ H 2 K R M EM H 2 O 19
D. VODÍKOVÝ POHON Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) Příklad použití Honda 1999 2000 2002 2003 2004 2006 2008 FCX V1 FCX V2 FCX V3 4 osoby FCX V4 4 osoby FCX 4 osoby FCX sccoter FCX Concept FCX Concept 2 osoby Výkon:47kW Výkon 60kW Dojezd 180km Výkon 60kW Dojezd 180km Homologace Výkon 60kW Dojezd 430km Prodej prvním 4 osoby Výkon 95kW Dojezd 570km Zahájení prodeje Japonsko zákazníkům USA 20
D. VODÍKOVÝ POHON Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) Příklad použití Honda FCX Concept Jednotka polymerních membránových palivových článků váha 67kg Kondenzátory Lithium iontové baterie Elektromotor pro pohon předních kol o výkonu 80kW Vysokotlaká vodíková nádrž (35MPa) o kapacitě 171l 21