Innowacja Volvo: system KERS
Volvo zakończyło cykl testów drogowych aut wyposażonych w system odzyskiwania energii kinetycznej KERS z kołem zamachowym.
Badania systemu odzyskiwania energii kinetycznej zostały przeprowadzone w 2012 roku. - Otrzymane wyniki pokazują, że to rozwiązanie w połączeniu z czterocylindrowym silnikiem z turbodoładowaniem może ograniczyć zużycie paliwa nawet do 25%, w porównaniu do silnika sześciocylindrowego z turbodoładowaniem o podobnych osiągach - powiedział Derek Crabb, wiceprezes działu układów napędowych grupy Volvo Car Group. - System KERS, dając kierowcy dodatkowe 80 KM, pozwala przyspieszać samochodowi z silnikiem czterocylindrowym tak, jak model z silnikiem sześciocylindrowym.
Takie przyspieszenie jest możliwe przez kilka sekund, aż do wyczerpania energii kinetycznej obracającego się koła.
Jak działa KERS (Kinetic Energy Recovery System) z kołem zamachowym? System jest montowany przy tylnej osi. W trakcie hamowania energia hamowania powoduje rozpędzanie się koła zamachowego, osiągającego prędkość nawet 60 000 obr/min. Obracające się tak szybko koło posiada energię kinetyczną, która jest przekazywana na koła tylnej osi poprzez specjalną przekładnię w momencie, gdy samochód przyspiesza.
Silnik spalinowy, który napędza przednią oś, zostaje wyłączony, kiedy tylko rozpoczyna się hamowanie. Energia zmagazynowana w układzie z kołem zamachowym może zostać wykorzystana podczas ruszania samochodu lub później, np. w trakcie jazdy.
- Energia kinetyczna przełożona na ruch koła zamachowego, wystarcza do napędzania samochodu przez krótki czas. Ma to duży wpływ na zużycie paliwa. Nasze obliczenia pokazują, że dzięki systemowi KERS możliwe będzie wyłączenie silnika spalinowego przez około połowę jego czasu według nowej metodologii europejskiego cyklu jazdy (NECJ) - wyjaśnia Derek Crabb.
Ponieważ kolo zamachowe jest uruchamiane w trakcie hamowania, a czas trwania magazynowania energii - czyli czas obracania się koła zamachowego - jest ograniczony, ta technika jest najbardziej efektywna w trakcie jazdy obejmującej powtarzające się hamowanie i ruszanie. Innymi słowy, oszczędności paliwa będą największe w trakcie jazdy miejskiej oraz np. podczas jazdy po krętych drogach.
Jeśli energia zmagazynowana w kole zamachowym zostanie połączona z pełną mocą silnika spalinowego, da to pojazdowi dodatkowe 80 KM mocy, a dzięki szybkiemu przyrostowi momentu obrotowego, zwiększy sprawność przyspieszania, skracając czas od 0 do 100 km/h nie o ułamki sekund, lecz o całe sekundy. Czterocylindrowy samochód doświadczalny, Volvo S60, przyspieszał od 0 do 100 km/h w ciągu 5,5 s.
Wspomaganie napędu za pomocą koła zamachowego przetestowano w samochodzie Volvo 260 już w latach 80. Stalowe koła zamachowe były badane w ostatnich czasach przez wielu producentów. Ponieważ jednak moduł wykonany ze stali ma ograniczone możliwości obracania się (wielka prędkość rzędu 60 tys. obr/min może doprowadzić do rozerwania koła przez siłę odśrodkową), nie jest to rozwiązanie przyszłościowe.
Koło zamachowe, które zostało wykorzystane w nowym systemie Volvo, było wykonane z włókien węglowych. Ważyło ono około 6 kg i miało średnicę 20 cm, a obracało się w próżni, dzięki czemu ograniczono straty wywołane przez opory powietrza.
- Jesteśmy pierwszym producentem, który zastosował technikę koła zamachowego współpracującego z tylną osią w spalinowym samochodzie przednionapędowym. Następnym etapem, po zakończeniu tych udanych badań, będzie ocena sposobu, w jaki ta nowa technika może zostać wdrożona w naszych nadchodzących modelach samochodów - podsumował Derek Crabb.
