juhist
Вчера 17:44
Почему в гибридных автомобилях нет газотурбинного генератора?
Сегодня я нашёл в Википедии кое-что интересное: гибридный турбокомпрессор. Это устройство, которое заряжает аккумулятор с помощью выхлопной газовой турбины и в то же время приводит в действие воздушный компрессор, который использует аккумулятор для подачи большего количества воздуха в двигатель. Преимущество такого подхода в том, что турбояма устраняется, поскольку отсутствует прямая связь между турбиной и компрессором.
Мне кажется, что это устройство состоит из двух независимых частей, которые можно использовать по отдельности: газотурбинного генератора и компрессора. Вероятно, вам понадобится более мощный аккумулятор, чем тот, что используется в обычных автомобилях. Таким образом, на мой взгляд, это устройство больше всего подходит для гибридных автомобилей.
Однако гибридные автомобили уже оснащены системой прямого электрического наддува, поэтому я не уверен, что компрессор будет очень полезен. Однако турбина-генератор кажется полезной. В выхлопных газах содержится много энергии, и турбина-генератор может частично её восстанавливать. В гибридном автомобиле можно эффективно использовать восстановленную электроэнергию.
Так почему же ни в одном серийном гибридном автомобиле не используется газотурбинный генератор на выхлопных газах? Может быть, технология ещё недостаточно развита? Или она слишком ненадёжна для того, чтобы гибридные автомобили были более надёжными, чем обычные? Или потенциальная выгода от рекуперации энергии выхлопных газов настолько мала, что решение не окупится? Или цикл Аткинсона, используемый в гибридных двигателях, означает, что в выхлопных газах не так много избыточной энергии, как в случае с циклом Отто?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/23859/why-no-exhaust-gas-turbine-generator-in-hybrid-vehicles
Они существуют
Мне не удалось найти ни одного производителя, который внедрил бы эту технологию в серийные автомобили, но у нескольких производителей есть базовые технологии для исследований и разработок
Формула 1
«Формула-1» всегда была площадкой для экспериментов инженеров, а с введением новых правил в 2012 году на современных платформах стали использовать эту технологию, улавливая энергию от турбокомпрессора и сохраняя её в виде химических соединений в аккумуляторах. Среди производителей, использующих эту технологию, можно назвать:
Renault/Nissan — компания Nissan принадлежит Renault, и они используют систему рекуперации энергии (ERS) на RB11.
Mercedes — в PU106A в настоящее время также используется эта технология.
Honda — гибридная платформа, которая также рекуперирует тепловую энергию от турбонаддува и преобразует её в электрическую.
Кроме того, этим занимаются и другие производители.
Как это работает
Существует две системы рекуперации энергии. Кинетическая система под названием MGU-K, которая приводится в действие от коленчатого вала, и система рекуперации тепла через турбокомпрессор под названием MGU-H.
Гибридный двигатель FI
MGU-K (кинетический мотор-генератор)
Вырабатывает электроэнергию с помощью генератора, установленного на коленчатом валу.
Что вас интересует
Это компонент, который вырабатывает энергию с помощью турбокомпрессора.
MGU-H (тепловой генератор двигателя)
При замедлении движения турбокомпрессор вырабатывает энергию и накапливает ее в аккумуляторе. Когда турбина вращается, после предварительной раскрутки для работы в качестве системы ALS (Anti-Lag System) она вырабатывает энергию из выхлопных газов. При замедлении движения она продолжает работать в том же режиме, вырабатывая энергию как генератор переменного тока.
При включении дроссельной заслонки полярность генератора переменного тока может быть изменена на противоположную, превратив его в электродвигатель. Когда MGU-H работает в этом режиме, он может предварительно раскрутить турбонаддув до 120 000 оборотов в минуту, чтобы использовать его в качестве ARS для увеличения мощности турбонаддува перед тем, как оператор автомобиля применит дроссельную заслонку. Такая предварительная прокрутка турбонаддува предотвращает запаздывание турбонаддува и наполняет впускной тракт сжатым воздухом / топливом для немедленного обеспечения мощности при включении дроссельной заслонки.
Хорошо известно, что «Формула-1» — это испытательный полигон для технологий. Устройства, разработанные для «Формулы-1», уже много лет используются в серийных автомобилях. Активная подвеска, система изменения фаз газораспределения, аэродинамические и гибридные технологии — всё это имеет все шансы стать лучше в дарвиновском мире «Формулы-1».
Заинтересованные производители уже внедряют эту технологию, и вскоре она появится в 4-цилиндровых двигателях с гибридным турбонаддувом.