zpětdálkapitolakurskatedra

 

3.3 HYPERAUTO

Na tomto příkladu bychom chtěli ukázat, jak může být využito systémového přístupu a synergických efektů.

Rocky Mountains Institue (RMI) ve Skalistých horách v USA se pod vedením Amoryho Lovinse zabývá řešením různých problémů spojených s ochranou životního prostředí.

Vědci z RMI si uvědomují, že se lidé těžko vzdají pohodlí a mobility, které jim umožňuje automobil. Snaží se proto vyvinout takový automobil, který by měl co nejmenší negativní dopad na životní prostředí. Jedna ze skupin pracuje na vývoji takzvaného hyperauta, které díky kombinaci ultralehkého a ultra-aerodynamického návrhu, hybridního pohonný systému a dalších vlastností dosahuje velmi nízké spotřeby paliva a velmi nízkých emisí. Předpokládaná spotřeba je 2,6 l/100 km s tím, že dalším vývojem bude možné ji snížit až na 1,2 l/100 km. Přitom nedochází ke snížení bezpečnosti, trvanlivosti ani pohodlí uživatelů.

Snížení spotřeby paliva může být dosaženo snížením následujících faktorů:

Dobrých výsledků se dá dosáhnout i samostatným snižováním jednotlivých faktorů, ale daleko většího efektu docílíme využitím synergických efektů  při integrovaném, systémovém přístupu. Uveďme některé synergické efekty:

Ultralehká konstrukce: Snížíme-li hmotnost jedné komponenty, mohou být lehčí i jiné komponenty a některé nejsou vůbec potřebné. Je-li lehčí karosérie, může být dosaženo stejných výsledků s použitím méně výkonného (a tedy lehčího) motoru. Protože se přenáší menší výkon, mohou být méně robustní (a tedy lehčí) i části přenosového systému. Menší nároky jsou kladeny i na brzdový systém. Můžeme se obejít bez posilovače řízení. A protože je vše lehčí, může být lehčí i podvozek. Odhaduje se, že hyperauto by mohlo být o 50 - 65% lehčí než konvenční auto stejné velikosti.

Aerodynamika a valivý odpor. Zlepšením návrhu (např. karosováním kol a spodku vozidla) lze snížit aerodynamický odpor asi o 40 - 50%. Valivý odpor závisí na hmotnosti, pneumatikách a tření v ložiscích. Je možné o snížit asi o 50%.

Hybridní pohonný systém. Konvenční pohonné systémy musí být dimenzovány na provoz v širokém rozsahu parametrů a jsou pro standardní způsob jízdy obvykle silně předimenzovány. Hyperauto využívá k pohonu elektromotorů. Zdrojem energie však nejsou těžké akumulátory, ale spalovací motor, který pracuje ve stabilním režimu odpovídajícím převládajícímu režimu jízdy. Při rozjezdu, předjíždění a dalších manévrech, při nichž je třeba zvýšený výkon, se odebírá energie ze záložního akumulátoru, který je dobíjen při normálním provozu a navíc je využíváno rekuperace energie při brždění.

Příslušenství. Spotřebě příslušenství není dnes věnována velká pozornost, protože je pouze malou částí celkové spotřeby. Pokud však dojde k výrazným úsporám spotřeby, vzroste podíl spotřeby příslušenství. I zde lze pečlivým návrhem výrazně ušetřit. Jako doplňkového zdroje energie lze využít solárních článků.
Karosérie budou vyráběny z polymerních kompozitů. To s sebou přináší další synergické efekty:

Jak je to s bezpečností? Při nárazu na pevnou překážku je menší hmotnost výhodou. Hyperauta rovněž představují při srážce menší nebezpečí pro chodce a cyklisty. Pokud však dojde ke srážce ultralehkého auta s konvenčním, několikanásobně těžším vozidlem, musí hyperauto absorbovat více energie, aby byli pasažéři dostatečně chráněni. Protože však pohonný a převodový systém zabírá mnohem méně místa, může být prostor pod kapotou vyplněn kompozity, které budou navrženy jako absorbátory energie při nárazu.

A co vlivy na životní prostředí? Díky nízké spotřebě budou mnohem nižší emise, dokonce nižší, než emise spojené s výrobou elektřiny pro nabíjení akumulátorů elektromobilů. Hyperauto bude splňovat přísné limity zákona o nulových emisích státu Kalifornie. Karosérie z kompozitů budou mít mnohem delší životnost a sníží se tedy nároky na materiály. Již dnes existují postupy (nízkoteplotní pyrolýza) umožňující recyklaci kompozitů.
Pokud jde o cenu, ukazuje nedávno na trh uvedený model Toyota Prius s hybridním pohonem podobného charakteru, jaký jsme zde popsali, že hyperauto může být cenově konkurenceschopné, jeho provozní náklady budou samozřejmě mnohem nižší.

zpětdálkapitolakurskatedra


Správce stránky: Jiří Vacek
Poslední změna: 20.10.2001