18新利最新登入液压混合动力车工作原理

随着天然气价格的上涨,人们和企业都在寻找对环境无害的解决方案。参见混合动力汽车图片。"width=
随着天然气价格的上涨,人们和企业都在寻找对环境无害的解决方案。看到混合动力汽车图片
Jens高年级队/出租车/盖蒂图片社

休斯顿,我们有麻烦了。美国对石油的需求不能由来自德克萨斯州(或俄克拉荷马州,或阿拉斯加)的供应来满足。随着中国和印度等国的快速发展,世界石油供应日益紧张。对更多石油的需求意味着更高的价格和更多的污染。你可能已经感觉到加油的压力了。

那么解决方案是什么呢?为了对抗崛起天然气价格为了减少污染,一些新技术已经被开发出来。燃料电池汽车靠氢驱动,只排放水蒸气。生物燃料汽车使用植物原料制成的燃料。电动汽车可以使用充电电池,和混合动力汽车使用汽油发动机和替代动力装置的组合。

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你可能很熟悉像丰田普锐斯这样的油电混合动力车。虽然燃气/电力混合动力很受欢迎,并提供了一个很好的方式增加燃油经济性减少污染,他们并不完美(我们将在下一页讨论他们的缺点)。另一种混合选择已经被一些企业和环境保护署(EPA)提出并测试:液压混合动力车.液压混合动力使用了许多与电动混合动力相同的原理,但没有使用潜在的污染(和重量)。电池在美国,他们使用轻质部件和清洁液体在低速行驶时为汽车提供动力。

听起来太好了?继续阅读,了解液压混合动力的工作原理,与电动混合动18新利最新登入力的比较,以及它们目前的使用情况。

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杂种的类型

液压混合动力(比如这辆UPS送货卡车)比传统汽车更节能,产生的污染也更少。"width=
液压混合动力(比如这辆UPS送货卡车)比传统汽车更节能,产生的污染也更少。
图片由联合包裹

汽油/电动混合动力汽车已经变得很普遍,许多汽车制造商都提供这种汽车混合动力采用混合动力传动系统的车型或车型版本。油/电混合动力车既使用汽油发动机,也使用电动马达锂离子电池移动汽车。电池的充电过程叫做再生制动.当一辆汽车刹车,两个垫片挤压车轮,从而产生摩擦,使车轮减速并使汽车停下来。但这种摩擦也是能量——传统汽车刹车时损失的能量。

当一辆油电混合动力汽车刹车时,摩擦力会被捕捉并用于给电池充电。然后电池为电动马达.但是大多数汽车的电动马达不是很强大,只能以较慢的速度行驶。在大多数混合动力车型中,一旦车速达到每小时20至30英里,汽油发动机就会接管,汽车就会像其他汽车一样运行。

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低速使用电动马达意味着油电混合动力车可以减少燃料使用量和排放。18新利最新登入然而,它们并不是解决世界能源问题的唯一混合动力解决方案——液压混合动力也可以提供帮助。

液压混合动力车使用三个主要部件在低速时为汽车提供动力,并增强汽油发动机的功率。液体储存在低压中储层.一个将流体从储层移动到高压蓄电池.蓄能器不仅能储存泵带来的流体,还能储存加压氮气。

这三个组成部分一起工作,但要启动,它们需要能量。就像气/电混合动力一样,这种能量是通过再生制动来收集的。刹车产生的动能为泵提供动力。当车辆减速时,泵被激活,并将流体从蓄能器移动到蓄能器。当蓄能器的压力增加时,它就像一个充满电的气/电混合动力电池,准备为电动机提供动力。

但液压混合动力与气/电混合动力的更大区别在于:蓄能器将能量(以氮气的形式)直接发送到驱动轴,而不是将动力发送到电动机,然后再将其发送到驱动轴(汽车中使车轮运动的部分)。在此过程中,车辆加速,泵将液体移回蓄能器,准备再次给蓄能器充电。

这个过程非常简单有效。你知道摇晃一瓶苏打水会发生什么:压力不断积聚,直到能量释放出来。液压混合动力也是一样的,只不过它不是通过到处喷洒苏打水来释放能量,而是把能量输送到动力传动系统(连接传输用驱动轴),让汽车前进。绕过电动机也有助于保持效率。

液压混合动力车有不同的设置吗?往下读吧。

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并联和串联液压混合动力

虽然所有的液压混合动力车都使用蓄能器、蓄能器和泵,但有两种方式可以将这些组件与车辆连接起来。第一,a并联液压混合动力它只是将混合动力组件连接到常规变速器和传动轴上。(要了解更多关于变速箱和传动轴的知识,请阅读18新利最新登入自动变速箱工作原理而且18新利最新登入手动变速器如何工作).虽然这允许系统协助汽油发动机加速(当汽油发动机工作最努力时),但当车辆不运动时,它不允许汽油发动机关闭。这意味着汽车一直在燃烧汽油(不像汽油/电动混合动力汽车,发动机在低速或停车时关闭)。

尽管如此,并联液压系统确实有显著的好处,包括提高40%的燃油经济性[来源:环境保护署].虽然还没有被广泛使用,但平行混合动力系统可以被添加到常规车辆上。然而,就像现在一样,大多数并18新利最新登入联液压车辆都安装了该系统,并用于重型运输车辆,而不是乘用车。

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串联液压混合动力系统采用与并行相同的过程,但不使用传统的传动或传动轴,几乎直接将动力传输到车轮。正如我们之前讨论过的,减少能量在击中目标之前必须通过的成分数量会使能量更有效。因为液压系统本身是驱动车轮的,而不是常规的变速器或传动轴,所以汽车的汽油发动机可以关闭,从而节省更多的燃料。通过提高效率和关闭汽油发动机的能力,系列液压混合动力系统预计将提高60%至70%的燃油经济性,并减少同样多的排放[来源:NextEnergy]。

系列液压混合动力车今天已经上路了。2005年,美国环境保护署(EPA)宣布,它已与UPS和伊顿公司-流体动力合作,为UPS制造了一系列液压混合动力卡车。这些卡车看起来像普通的UPS货车,但有一系列液压混合动力推进系统。

你可能想知道,为什么环保署与UPS合作制造一辆货车,而不是与汽车制造商合作制造一辆乘用车。但一旦你了解了液压混合动力的最佳用途,你就会明白为什么合作是有意义的。继续阅读,了解最大限度地节省燃料的液压混合动力潜力的最佳方法。

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UPS液压混合动力系统

由于UPS卡车会遇到很多走走停停的交通,所以它们是液压混合动力系统的完美车辆。"width=
由于UPS卡车会遇到很多走走停停的交通,所以它们是液压混合动力系统的完美车辆。
图片由联合包裹

随着2005年系列液压混合动力UPS汽车的发布,EPA

表示愿意支持这项技术。但为什么要把它绑在这么大,这么重的车上呢?为什么不把这个系统安装在一辆里程数高的轻型汽车上呢?

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答案在于交通(这很奇怪,因为通常只有交通才会让人沮丧)。记住,液压混合动力系统通过再生系统获得动力制动.这意味着,在高速公路上行驶时,液压混合动力汽车与普通汽车没有太大区别。但在交通中,特别是在走走停停的交通中,串联液压混合动力车可以关闭发动机,单独使用液压动力。停止和启动是液压混合动力汽车节省燃料的关键。

UPS卡车从一站到下一站,通常在城市交通中,很少在高速公路上使用。司机在取货和送货时,也经常会打开它们。在传统的UPS卡车中,这会造成污染,增加公司的燃料成本。18新利最新登入然而,在液压混合动力卡车系列中引擎可以在卡车开着的时候关掉。

此外,通过减少一辆大型卡车的燃料使用和污染排放,总体上比减少一辆小型车辆的燃料和污染影响更大。清理更大的车辆有更大的回报。

回报到底是什么?燃油经济性的提高在经济和环境方面都带来了巨大的节省。因为液压混合动力的能量不会通过电动马达时,它能回收更多制动过程中损失的能量。气/电混合动力可以回收30%的制动能量,而液压混合动力可以回收70%,有助于提高效率[来源:NextEnergy]。美国环保署估计,液压混合动力UPS卡车的二氧化碳排放量比传统UPS卡车低40%,一队卡车每年可以节省1000加仑的燃料。美国环保署还估计,UPS比油电混合动力卡车更少的维护费用,比传统卡车更少的燃料,在每辆液压混合动力卡车的寿命周期内,UPS可以节省高达5万美元[来源:环境保护署].

另一个好处是液压元件本身的效率。由于这些组件重量轻,使用简单的机制,它们易于建造、维护和维修。相比之下,气/电混合动力车使用的笨重电池可能会过时,而且正如我们所了解的那样,有时有毒,难以处理。

18新利最新登入然而,短期内,你不会在当地的汽车展厅看到液压混合动力汽车。目前还没有大型汽车制造商计划生产液压混合动力乘用车。有一个令人惊讶的原因:你的汽车收音机。现代汽车有许多电力系统来为诸如广播或者空调。这些系统由传统汽车的电池供电,由汽车的汽油发动机充电。如果引擎熄火,电子设备还开着,电池就会耗尽。这就是为什么你开着大灯,车就没电了。

在油电混合动力车中,多余的电池可以在发动机停止时保持电子元件的运行。然而,液压混合动力缺乏额外的动力18新利最新登入电池需要在引擎关闭时为电力系统供电。虽然这对于并联液压混合动力来说不是什么大问题,因为它们的发动机在车辆停止时不会关闭,但对于串联液压混合动力来说却是个大问题。虽然它们提供了最好的燃油效率,但当汽车停下来时,它们不能为收音机或空调供电,这让大多数美国消费者很难接受。

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更多优质链接

  • 美联社。“混合液压动力系统引起世界广泛关注。”底特律新闻。2005年6月29日http://www.detnews.com/2005/autosinsider/0506/29/B08-231001.htm
  • 贝克,比利。“奔向每加仑100英里的竞赛。”2007年7月18日。CNN.com http://www.cnn.com/2007/TECH/03/09/cars.100mpg.popsci/index.html
  • 环境保护署。“美国环保署宣布合作演示世界上第一辆全液压混合动力城市运输车”http://www.epa.gov/oms/technology/420f06054.htm
  • 环境保护署。“液压混合动力技术——一种行之有效的方法”http://www.epa.gov/oms/technology/420f04024.pdf
  • 环境保护署。“城市配送车辆的最新发展。”2007年8月7日。http://www.epa.gov/oms/technology/recentdevelopments.htm
  • 绿色汽车大会。“EPA,伊顿和合作伙伴开发全柴油-液压系列混合动力UPS。”二五年二月十日。http://www.greencarcongress.com/2005/02/epa_eaton_and_p.html
  • 未来能源。“什么是液压混合动力汽车系统?”http://www.nextenergy.org/industryservices/Hybrid__Hydraulics.asp
  • 未来能源。“液压混合动力汽车”http://www.nextenergy.org/cm/attach/4CC8E5E0-ECF4-497C-A359-20AE2A4F6A52/Hyd%20Hybrid%20PDF%20of%20brochure%20FINAL.pdf
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