Hydraulic Hybrid Technology - السيارة الهيدروليكية المهجنة

قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) بتطوير هذه التقنية بالاشتراك مع العديد من الجهات الأخرى المهتمة بالموضوع. والغرض من هذه التقنية هو التمتع بالمميزات التالية:

· كفاءة وقود عالية

· تخفيض التلوث من إنبعاثات العادم

· تقليل تكلفة التشغيل والصيانة

· الحصول على تعجيل (تسارع) أحسن للسيارة

السيارة الهيدروليكية المهجنة Hydraulic Hybrid Vehicle -HHV

تعتمد السيارة الهيدروليكية المهجنة على مصدري للطاقة: المصدر الأول (المصدر الأساسي) محرك احتراق داخلي (بنزين أو ديزل) بالإضافة إلى نظام هيدروليكي (نظام ثانوي للطاقة).

يتكون النظام الهيدروليكي من مجمعين هيدروليكيين واحد ذو ضغط مرتفع والأخر ذو ضغط منخفض يقومان بتخزين (غاز النيتروجين الخامل المضغوط N2), بالإضافة إلى وجود وحدة أو أكثر من وحدات (المضخـة/الموتور) الهيدروليكي.

النظام يتكون من اربعة عناصر أساسية:

- سائل التشغيل working fluid

- الخزان reservoir (ضغط منخفض law pressure)

- وحدة المضخة/ الموتور (في نظام التهجين على التوازي), أو مضخات/ موتورات العجل (في نظام التهجين على التوالي)

- ومجمع accumulator (ضغط عالي high pressure)

في بعض النظم, يستخدم محول هيدروليكي لتحويل تدفق الخرج عند أي ضغط بفقد قليل جدا في القدرة. أثناء الفرامل تقوم وحدة المضخة/ الموتور باستخلاص طاقة الحركة لضخ سائل التشغيل من الخزان إلى المجمع. وبذلك ينضغط سائل التشغيل. عند تعجيل السيارة, يوفر هذا السائل المضغوط طاقة إلى وحدة المضخة/ الموتور لدفع السيارة.

هناك نظامين من السيارات الهيدروليكة المهجنة تصنف حسب اتصال محرك الاحتراق مع المضخة/ الموتور الهيدروليكي (على التواالي Parallel HHV أو على التوازي Series HHV):

- السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوالي Series HHV

في السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوازي Series HHV, المحرك لا يتصل مباشرة مع العجل. ولكن بدلا منه تقوم مضخة/ موتور pump/motor, بالعمل كموتور, وتستخدم سائل ذو ضغط عالي من المجمع/ الخزان accumulator لدفع السيارة.

في هذا النوع من التوصيل, المضخة/ الموتور متصلة مباشرة مع عمود الإدارة, أو أن موتورات العجل توفر عزم مباشر للعجل. محرك الاحتراق الداخلي يتصل فقط مع المضخة, ويعمل عند المدى الأكثر فاعلية للقدرة, للمحافظة على الضغط الهيدروليكي الأمثل في المجمع. موتور الجر هو الذي يقوم بتوفير القدرة اللازمة لدفع السيارة, والذي يعني توفير اقص اداء للتعجيل متوفر في حالة دوران المحرك أو توقفه.

العيب الرئيسي هو حالة السير بالسرعة العادية steady-state cruising حيث أن التحويل المزدوج للطاقة يضيف خسائر إضافية للطاقة المنقولة

السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوزي Seriesl HHV

- السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوازي Parallel HHV

في السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوالي, المحرك يوفر القدرة إلى العجلات خلال نظام نقل الحركة التقليدي. الاجزاء الهيدروليكية بالنظام تتصل مع عمود الإدارة للمساعدة في تعجيل/ تسارع السيارة أو إيقافها.

في هذا النظام, المضخة/ الموتور عادة ما تثبت بين المحرك وصندوق التروس أو بين المحرك وعلبة التروس الفرقية, وظيفة المضخة/ الموتور هو توفير المساعدة للمحرك خلال التعجيل, واستعادة القدرة عند الفرملة والتي لولاها لكانت طاقة الفرملة فقدت على شكل حرارة في الفرامل التقليدية. كما في السيارات الكهربائية المهجنة المضخة/ الموتور يمكنها ان تكون قادرة على دفع السيارة والمحرك يعمل أو لا يعمل.

السيارة الهيدروليكية المهجنة المتصلة على التوالي Parallel HHV

- يمكن للنظام الهيدروليكي أن يخزن ويطلق كمية كبيرة من الطاقة بسرعة وكفاءة عالية.

- هذه التقنية تسمح باسترجاع نسبة عالية جداً من الطاقة المفقودة اثناء الفرملة (75% من طاقة الحركة مقارنة بـ 25% للسيارات الكهربائية المهجنة).

- هذه التقنية تسمح لسرعة المحرك وعزمه بعدم الاعتماد على سرعة المركبة, مما يتيح عملية تشغيل أكثر نظافة وكفاءة.

هذه التقنية أكثر ملائمة للسيارات متكررة الوقوف, مثل الشاحنات الصغيرة المعدة للتوصيل داخل المدن, حافلات المدارس, شاحنات جمع القمامة, حيث يمكن الاستفادة القصوى من طاقة الفرملة المسترجعة والاستفادة منها في تسير السيارة. وكذلك الاستفادة من قدرة السيارة على التعجيل السريع بعد التوقف.

وقامت الوكالة بتجربة النظام الجديد عن طريقة إضافة النظام الهيدروليكي إلى شاحنة فورد F-550 وقد لوحظ الأتي:

· توفير الوقود من 25 إلى 45% داخل المدينة

· تقليل التلوث بنسبة 20 إلى 30%

· تعجيل أحسن

· تقليل صيانة نظام الفرامل

ما زالت هناك بعض التحديات التقنية للسيارات المهجنة الهيدروليكية والتي تتضمن الضوضاء noise, والحجم size, والتعقيدات complecity, ولكنها واحدة من التقنيات الواعدة. الجيل القادم من السيارات الهيدروليكية المهجنة سيتم فيه الاستغناء عن نظام نقل القدرة التقليدي واستبداله بنظام هيدروليكي مما سيزيد من مميزات السيارة. وسيتم تطبيقه على سيارات الأنشطة الرياضية والشاحنات الصغيرة.

مواقع ذات علاقة

Hydraulic Hybrid

How Hydraulic Hybrid Work

Clean Automotive Technology Engine- HHV- AF

Hydraulic Hybrid Research

Hydraulic Hybrid Vehicle Layouts

How Series Hydraulic Hybrid Vehciles Work

https://archive.epa.gov/otaq/technology/web/html/how-it-works.html

How Parallel Hydraulic Hybrid Vehciles Work

https://archive.epa.gov/otaq/technology/web/html/how-it-works-parallel.html