12008/2009 Dopravní a manipulační technika 1
ÚSTROJÍ VOZIDELzabezpečují pohyb vozidla a výkon jeho funkcí
ÚSTROJÍ
HLAVNÍ Ú.
HNACÍ Ú.
POHONNÉ Ú.
LOŽNÉ Ú. PRACOVNÍ Ú.
BRZDÍCÍ Ú. ŘÍDÍCÍ Ú.
PŘEVODOVÉ Ú. JÍZDNÍ Ú.
Hnací ústrojí realizuje přenos výkonu od pohonného ústrojí k jízdnímu
Způsoby přenosu výkonu:
A.MECHANICKÝB.ELEKTRICKÝC.KOMBINOVANÝ (mechanicko‐ elektrický, mechanicko‐hydraulický)D.VODÍKOVÝ POHON
22008/2009 2
A. MECHANICKÝdělíme podle uspořádání pohonu kol
Zadní P s M vpředu (klasický, standardní)1890 René Panhard - přednosti:Umožňuje zástavbu dlouhých motorů s objemem >2.5 dm3
NA – při plném zatížení vynikající trakčnívlastnostiSnadný přechod na 4x4
Dopravní a manipulační technika
32008/2009 3
A. MECHANICKÝZadní 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
Dopravní a manipulační technika
42008/2009 4
A. MECHANICKÝZadní P s M vzadu (vše vzadu)Rozšíření po II. svět. válce:VW Brouk - 1938 -2003, VW 1500Renault 4CV, R8, R10Fiat 500, 600, 850Sinca 1000BMW 700, Hilman, NSUTatra 58 - 1947, T 600, 603, 613Škoda od r. 1964-1990Š 1000MB, Š100, 110, 135 od 1959 F1 (Lotus)
Dopravní a manipulační technika
52008/2009 5
A. MECHANICKÝ
Zadní P s M vzadu (vše vzadu)
Dnes uplatnění u sportovních automobilůPorsche 911, 928, xxFerari 360 ModenaLamborghini DiabloHonda NSXToyota 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
Dopravní a manipulační technika
62008/2009 6
A. MECHANICKÝPřední 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 příčněuloženého agregátu mezi podběhy kol,
Dnes 70% světové produkce OA
Dopravní a manipulační technika
72008/2009 7
A. MECHANICKÝPřední P (vše vpředu)
Výhody:výborná variabilita interiéru, mírná nedotáčivost,
stabilita v přímém směru, dnes 70% OA Nevýhody:Horší trakční vlastnosti
T
T0
20
40
60
80
100
1900 1920 1940 1960 1980 2000
Rok
Dru
h po
honu
(%)
Pohon zadních kol
Pohon předních kol
Pohon všech kol
3) Přední i zadníNejlepší trakční vlastnosti, terén, volný čas. Vyšší ztráty v
převodech (3x R), vyšší spotřeba paliva.Dopravní a manipulační technika
82008/2009 8
B. ELEKTRICKÝ
stejnosměrný – použití pro manipulační vozíky ve skladech a v projektech elektromobilů s
nižším výkonem
AELP
Lohner-Porsche Elektromobil – r.1900
2 elektrmobily v hlavách předních kol (2x2kW/120 min-1), v= 50km/h, baterie 90V, jízdní doba 3 hodiny.
Dopravní a manipulační technika
Citroen – 20kW/ 160V…..27x6V –NiCd (345 kg)
92008/2009
9
B. ELEKTRICKÝstřídavý – větší výkon – mezi motorem a akumulátorem je navíc měnič frekvence
Asynchronní (Fiat, GM- 100KW, …)Synchronní (Nisan 62kW, Mazda, Suzuki, …) buzení rotoru permanentními magnety
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 řídíregulační člen (R).
M EM
A
K R
Nisan Pivo 2
4 elektromotory uložené v kolech,
Akumulátory Li-ion v podvozku, na němž se kabina otáčí (pivot)
Dopravní a manipulační technika
102008/2009 10
Jízdní vlastnosti elektromobilů (dojezd, rychlosti a stoupavost) závisí na kapacitěakumulátoru. Dnes jsou HiMH (nikel-metalhydridové) a z mobilů odvozené Li-ionové.
Nevýhody – vysoká hmotnost akumulátorů, cena, pomalé dobíjení, malý dojezd
Výhody – lokální ekologie (velkoměsta, lázně)
Toyota i-Real – jednomístný prostředek osobnímobility (Personal Mobility)
B. ELEKTRICKÝ
Dopravní a manipulační technika
112008/2009 11
C. KOMBINOVANÝhybridní (HEV – Hybrid Electric Vehicle)
Mechanicko- elektrický
Výhodou hybridních pohonů je, že akumulátor nemusí být příliš velký a lze ho kdykoliv dobíjet generátorem. Ideálnírežim provozu z hlediska lokální ekologie nastává, když pro jízdu ve městě se používá elektromotor a v otevřené krajiněmezi městy spalovací motor.
SM
EM
G
MA P
První sériově vyráběný
Toyota Prius (rok 2000),
SM – 53 kWEM – 33 kW- střídavý synchronníA - 270 V- NiMHSpotřeba paliva 3,6 l/100 km
Dopravní a manipulační technika
122008/2009 12
C. KOMBINOVANÝ
(HEV – Hybrid ElectricVehicle)
Sportovní verze
Autosalon Ženeva 2007 – koncept malého sportovní hybridního automobilu Honda
Dopravní a manipulační technika
132008/2009 13
C. KOMBINOVANÝ
hybridní (HEV – Hybrid Electric Vehicle)
MULTIPLAHmotnost 1850 kg (+450kg)Z toho 280 kg akumulátory NiHElektromotor třífázový asynchronníDojezd 400 km
Dopravní a manipulační technika
142008/2009 14
C. KOMBINOVANÝ
Mechanicko‐ hydraulický
Dopravní a manipulační technika
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.
152008/2009 15
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 MPaLHG (Liquid Hadrogen Gas), - 253 °C (blízko absolutní nule -273°C)
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
162007/2009 16
Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine) - MAN Nutzfahrzeuge (bus)BMW (BMW Hy 7)
V/60°s bivalentním provozemBenzin/vodík PSM – 6dm3, 191 kWSpotřeba benzin 13,6 l/100km
vodík 3.6 kg/100kmDojezd benzin 500 km
vodík 200 km
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
172008/2009 17
Spalovací motor - HICE (Hydrogen Internal Combustion Engine)
TUL katedra vozidel a motorů – výzkum spalování vodíku v PSM
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
182008/2009 18
Výroba elektrické energie na paluběvozidla pomocí elektrochemickéreakce.
H2 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 O2 a vytvářejíodpadní vodu a ztrátové teplo, účinnost 60-70%, studené spalování80°C
Elektrony obcházejí elektrolyt a vytvářejíelektrický proud
O2
2H2O
2H2
4H+
4e‐
‐ +
Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)
OHOeH 22 244 →++ −+
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
−+ +→ eHH 442 2
192008/2009 19
Palivový článek - FCEV (FuelCell Electric Vehicle)
M EM
K R
PČ
O2
H2
H2O
Příklad použití:OPEL Zafira
Projekt Opel/GMhmotnost 1425 kg (+150 kg)
200ks PČ-80kWKryogenní LHG (-253°C)
Fiat Panda
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
202008/2009 20
Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)Příklad použití Honda
1999 2000 2002 2003 2004 2006 2008
FCX V1
FCX V2
2 osoby
Výkon:47kW
FCX V3
4 osoby
Výkon 60kW
Dojezd 180km
FCX V4
4 osoby
Výkon 60kW
Dojezd 180km
Homologace
Japonsko
USA
FCX
4 osoby
Výkon 60kW
Dojezd 430km
Prodej prvním
zákazníkům
FCX
sccoter
FCX Concept
4 osoby
Výkon 95kW
Dojezd 570km
FCX Concept
Zahájení
prodeje
Dopravní a manipulační technika
D. VODÍKOVÝ POHON
212008/2009 21
D. VODÍKOVÝ POHON
Palivový článek - FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)Příklad použití Honda FCX Concept
Vysokotlakávodíková nádrž
(35MPa) o kapacitě 171l
KondenzátoryLithium –
iontové baterie
Jednotka polymerních membránových
palivových článkůváha 67kg
Elektromotor pro pohon
předních kol o výkonu 80kW
Dopravní a manipulační technika