Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
TUTKIMUSRAPORTTI <strong>VTT</strong>-R-08344-12<br />
113 (142)<br />
Moottorin toiminnan kannalta tarpeellisten apulaitteiden optimointi voisi myös<br />
tarjota parannusmahdollisuuksia häviöiden edustaessa noin 2,5 % osuutta <strong>ajoneuvo</strong>n<br />
kokonaisenergiankulutuksesta. Erityisesti apulaitteiden toiminnan sähköistäminen<br />
<strong>ja</strong> säätöominaisuuksien parantaminen on viimeaikoina ollut tutkimuksen<br />
kohteena.<br />
Sähkökäyttöön siirtyminen vaikuttaa kahdella tavalla. Ensinnäkin on huomattava,<br />
että tällaisissa tapauksissa moottorista syntyvän mekaanisen energian muuntaminen<br />
sähköiseksi <strong>ja</strong> jälleen mekaaniseen tai hydrauliseen muotoon aiheuttaa muunnoshäviöitä.<br />
Tunnetustihan hammasvälityksen hyötysuhde on varsin korkea. Toisaalta<br />
sähköinen järjestelmä tarjoaa merkittävästi paremmat säätömahdollisuudet,<br />
erityisesti mahdollisuuden laitteen lepuuttamiseen energiaa kuluttamatta silloin,<br />
kun käyttötarvetta ei ole. Sovelluksesta riippuen näin saatava säästö voi olla hyvinkin<br />
huomattava.<br />
Sähköinen voimansiirto mahdollistaa myös laitteiden, kuten jäähdytys- tai tuuletuspuhaltimien<br />
nopeuden säätämisen moottorin pyörintänopeudesta riippumattomalla<br />
tavalla. Näin jäähdytystehoa voidaan säätää syntyvän jäähdytystarpeen perusteella.<br />
Apulaitteiden käytön sähköistämisestä saatavat hyödyt korostuvat hybridi<strong>ajoneuvo</strong>jen<br />
yhteydessä. Sähköistyksen merkitys on suurempi, kun <strong>ajoneuvo</strong>a<br />
käytetään vaihtelevissa olosuhteissa joihin sisältyy myös merkittäviä joutokäynti<strong>ja</strong>kso<strong>ja</strong>.<br />
On arvioitu, että hybridi<strong>ajoneuvo</strong>issa moottorin apulaitteiden sähkökäytöllä voitaisiin<br />
saavuttaa noin 3…5 % suuruinen säästö energian kulutuksessa. Eräässä<br />
tutkimuksessa 2 eri ajosykillä todettiin apulaitteiden energiankulutukseksi<br />
4,7…7,3 %. Tämä antaa käsityksen apulaitteiden uudelleen suunnittelun avulla<br />
mahdollisesti saavutettavasta energiansäästöstä. Käytännössähän ainoastaan osa<br />
tästä kulutuksesta voidaan säästää.<br />
Lämmönhallinnalla voi olla merkittävä vaikutus energiankulutukseen, päästöihin,<br />
luotettavuuteen <strong>ja</strong> turvallisuuteen. Hybridi- <strong>ja</strong> polttokenno<strong>ajoneuvo</strong>jen arvioidaan<br />
entisestään kasvattavan jäädytystarvetta. HVAC-järjestelmien osalta yllä on tiivistys<br />
Mikko Laamasen diplomityöstä (kts. julkaisu yllä).<br />
Mekaanisista apulaitteista, joista löytyy sähköisiä sovelluksia, tai joita voidaan tulevaisuudessa<br />
sähköistää, ovat mm. öljypumppu, oh<strong>ja</strong>ustehostin, paineilman tuotto,<br />
alipaineen tuotto <strong>ja</strong> venttiilinoh<strong>ja</strong>us. Sähköntarpeen lisääntymisen <strong>ja</strong> käynnistys/pysäytys<br />
toimintojen myötä perinteisestä käynnistimestä ollaan enenevässä<br />
määrin luopumassa. Se voidaan korvata järjestelyllä, jossa sama moottori toimii<br />
sekä käynnistimenä että generaattorina.<br />
Viime aikoina polttokennot ovat saaneet varsin paljon julkisuutta. Hyvistä laboratorioissa<br />
saaduista tutkimustuloksista huolimatta järjestelmien kaupallistaminen<br />
on kohdannut monia ongelmia. Polttokennojen käyttökohteet ovatkin muuttuneet<br />
niin, että niiden käyttö apuvoimanlähteenä on noussut vahvemmin mielenkiinnon<br />
kohteeksi. Tällöin vältytään liikkumiskäyttöön liittyviltä suurilta kuormanvaihteluilta<br />
<strong>ja</strong> käynnistyminenkin voidaan tehdä hitaammin.<br />
Pyrkimys joutokäynnin vähentämiseen on johtanut myös perinteiseen diesel- tai<br />
ottomoottoriin perustuvien järjestelmien käyttöön. Tässä tarkoituksessa myös<br />
Wankel-moottori on varteenotettava vaihtoehto. Varsin uusi tulokas APUjärjestelmänä<br />
on pieneen kaasuturbiiniin perustuva generaattori. Niiden <strong>ajoneuvo</strong>sovellukset<br />
ovat vielä kokeilu<strong>ja</strong>. Pääasiallisena käyttökohteena ovat ha<strong>ja</strong>utetun<br />
lämmön <strong>ja</strong> sähkön tuoton sovellukset. Niiden arvioidaan kuitenkin yleistyvän<br />
myös hybridi<strong>ajoneuvo</strong>jen toimintasäteen laajennussovelluksissa.
Change language