Jeromos
9 °C
26 °C

Megnövelt feszültséget az autókba

2000.04.10. 14:49
Ha a fejlesztések irányát nézzük, és a gépjárművek segédberendezései jóformán mind elektromos működtetésűek lesznek (például turbótöltő, klímaberendezés, szervókormány, katalizátorelőmelegítés sőt akár a fékek), akkor a 12 voltra épülő rendszert tényleg múzeumba kell küldeni. A felsoroltak mellett már újabb energiazabáló felszerelések is készülnek, például az útviszonyoktól és a terhelésől függően aktívan beavatkozó felfüggesztés, és az elektromos működtetésű szelepek.
Ahogy az autók elektromos berendezései egyre bonyolultabbak és egyre nagyobb teljesítményűek lesznek, természetesen az energiafogyasztásuk is növekszik. A most általánosan alkalmazott 12 voltos fedélzeti feszültség mellett néha óriási áramok folynak a vezetékekben. Ugyanazt a teljesítményt magasabb (például 42 voltos) feszültség mellett kisebbre méretezett, vagyis könnyebb rézvezetékekkel is át lehet vinni. Egy limuzin elektromos vezetékeinek hosszúsága több kilométer is lehet, vagyis a feszültségugrással komoly súlymegtakarítást érhetnének el. Hosszabb távon garantált a költségmegtakarítás, azonban a feszültségugráshoz újra kell tervezni minden elektromos alkatrészt, a kapcsolóktól és izzóktól kezdve az ablakemelőkig.

Csökkenő légszennyezés

A Ford mérnökei szerint a az autók városi légszennyezését és fogyasztását jelentősen csökkentheti, ha a lámpáknál automatikusan leáll az autó motorja, és az integrált indítómotor csak közvetlenül az elinduláskor indítja be igen hatékonyan, alig 0,2 másodperc alatt. Megtakarítást jelent még, hogy az elektromos meghajtású fogyasztók valóban csak szükség esetén pazarolják az energiát (nincs állandó hajtásuk), a teljesítményük pedig fokozatmentesen szabályozható.

Újabb súlymegtakarítást eredményezhet a fejlesztés alatt álló közös indítómotor-generátor, amelyet a kupplunghoz hasolóan a főtengely végére illesztenek. Ez egyszerre gondoskodik a magas töltőfeszültségről, hangtalanul indítja a motort, sőt elinduláskor néhány másodpercig a magas indítónyomatékával besegíthet, és gyorsíthatja az autót. A most általános indítómotor egy-két másodpercig végez haszos (és nehezen pótolható) munkát, de aztán lekapcsolódik a motorról, és csak holt súlyként utazik rajta. Ezért merülhetett fel, hogy egyesítik az ,,ellenpárjával", a ma még legtöbbször ékszíj, vagy bordásszíj hajtású generátorral.

Hamarosan már szériaérettek lesznek a kettős elektromos hálózattal rendelkező típusok, ahol 12-voltos feszültséggel táplálják a hagyományos fogyasztókat (műszerek, rádió, külső és belső fények), viszont 42 voltot kapnak a nagyobb teljesítményű berendezések. Néhány év óta végeznek az autógyártók kísérleteket a tisztán 42 voltos hálózati feszültségű autó kifejlesztésére. Az első 42 voltos autók valószívűleg a luxuskategóriából kerülnek majd ki. Ezekben a 2004-re várt modellekben már egy valódi mini erőmű gondoskodik a fedélzeti feszültségről: az új generátorok képesek lesznek a 8 kW (azaz 8 ezer watt) csúcsteljesítményre, szemben a 12 voltos generátorok legfeljebb 3 ezer wattjával.

Hány volt?

Már most is vita van arról, mi legyen a hívószava a 42 voltos rendszernek. Mihez is lehet kötni? A vevők könnyedén azt gondolhatják, hogy az akkumulátorra írt, és általánosan emlegetett 12 voltot háromszorozták meg a fejlesztés során, és emiatt inkább a ,,36 volt" elnevezés volna helyénvaló. Pedig a mai autók is 14 volt körüli üzemi feszültséggel bírnak, és az új 42 voltos feszültség ennek háromszorosával lesz majd egyenlő.

A BMW szerint a színfalak mögött készülő első 42 voltos autójuk belsőégésű motort kap ugyan, de már a teljesen elektromos meghajtású autók vetélytársa lesz. Vezető villamos fejlesztőmérnökük szerint egyszerűbb a teljes átállás, a kettős fedélzeti feszülség csak plusz költséget, súlyt és bajlódást okoz.

Teljesen forradalmi újítást jelenthet, ha sikerül megvalósítani az elektromos szelepvezérlést. Nem csak a vezérműtengely de a mechanikus hajtása is kimaradhat a motorból, helyettük minden egyes szelep külön elektromágneses működtetést kap. A sok elektromágnes működésének összhangját nagyteljesítményű számítógépre kell bízni. A fogyasztás és a menetteljesítmény szempontjából a nyereség nagyobb hányada ugyanis abból adódik, hogy a gyújtáshoz hasonlóan a terhelésnek és fordulatszámnak megfelelően pillanatról pillanatra módosítható a szelepek nyitása. Az egyetlen gond, hogy a szelepeket megfelelően erős rugó ellenében kell majd összenyomni, az így felhasznált energia pedig még részben sem nyerhető vissza.

Nem kell vezérműtengely

A vezérműtengely egy állandó program szerint vezérli a gázcserét, és emiatt igazából csak egy fordulatszámon optimális a motor üzeme. Például a szívó és kipufogószelepek magas fordulatszámon kedvező mélyebb összenyitása lerontja az alapjáratot, alacsony fordulatszámon pedig elégetlen keverék jut a kipufogóba. A gyári tengelyeken alkalmazott bütyökprofil így kompromisszumot testesít meg. Legtöbbször a nyomatékgörbe lefutását próbálják optimalizálni.