Технология KERS с использованием маховика для рекуперации испытывается VOLVO CAR GROUP И FLYBRID

Volvo Car Group и инжиниринговая компания Flybrid Automotive, входящая в группу компаний Torotrak Group, проводили в Великобритании испытания технологии Flybrid® KERS, призванной повысить производительность и одновременно сократить расход топлива и снизить вредные выбросы.

В течение четырех лет компании проводили испытания на дорогах общественного пользования и на полигонах в Швеции и Великобритании, которые показали, что гибридная технология с использованием маховика позволяет увеличить мощность на 80 л.с. и снизить расход топлива до 25 процентов. Это исследование является частью разработки двигателей Volvo Drive-E, которые должны предлагать бескомпромиссное сочетание высокой производительности и экономичности. Подобно недавно предложенным двигателям D4, обладающим мощностью 181 л.с. и вырабатывающим всего 99 грамм CO2 на километр, технология Flybrid® KERS продемонстрировала уникальные результаты – это легкое, недорогое и очень эффективное решение.

Партнерами были впервые проведены всесторонние испытания системы, которая представляет собой маховик, устанавливаемый на задней оси переднеприводного легкового автомобиля. В исследованиях приняли участие компании Flybrid, Volvo и правительство Швеции. Джон Хилтон (Jon Hilton), основатель Flybrid Automotive и ныне коммерческий директор Torotrak plc (группа компаний Torotrak Group приобрела Flybrid в 2014 году), был рад оказать поддержку компании Volvo для проведения испытаний в Великобритании: "Этот автомобиль прекрасно продемонстрировал, насколько решение уже готово к выводу на рынок, и как передовая технология, позволяющая экономить топливо, может удачно сочетаться с отменными эксплуатационными качествами, доставляя удовольствие от управления автомобилем".

Система Flybrid KERS (система рекуперации кинетической энергии с использованием маховика) установлена на задней оси S60, который оборудован пятицилиндровым бензиновым двигателем T5 мощностью 254 л.с. В процессе торможения кинетическая энергия, которая в ином случае была бы потеряна в виде тепла, передается с колес на систему KERS и приводит в движение маховик из углеволокна весом 6 кг. Маховик раскручивается до 60.000 оборотов в минуту. Когда автомобиль вновь начинает движение, энергия, сохраненная вращающимся маховиком, передается обратно на задние колеса через специальную трансмиссию, что позволяет ускорить разгон или снизить нагрузку на двигатель. Двигатель внутреннего сгорания, который передает крутящий момент на передние колеса, выключается, как только начинается процесс торможения. Энергия маховика может использоваться для начала движения с места или для поддержания движения автомобиля, когда он достигает определенной скорости.

Наиболее эффективное применение при езде в городе

"Энергии, обеспеченной маховиком, достаточно для движения автомобиля на короткие дистанции. Это существенно сказывается на экономии топлива. По нашим расчетам двигатель будет отключен в течение половины времени для движения согласно требованиям Нового европейского цикла движения", - поясняет Дерек Краб (Derek Crabb), вице-президент по разработке двигателей Volvo Car Group.

Маховик приводится в движение в процессе торможения, поэтому энергия рекуперации доступна лишь в ограниченных пределах, когда вращается маховик. Эта технология наиболее эффективна в условиях, когда автомобиль часто тормозит и снова начинает движение. Другими словами, экономия топлива будет наиболее заметной при движении в городском потоке или при динамичной езде.

Если учитывать энергию рекуперации маховика с полной мощностью двигателя внутреннего сгорания, то автомобиль получает дополнительных 80 л.с. Благодаря высокому крутящему моменту автомобиль способен на быстрые ускорения, заметно снижая параметры разгона с места до 100 км/ч. Например, экспериментальный Volvo S60 T5, оборудованный этой системой, разгоняется до 100 км/ч примерно на 1.5 секунды быстрее стандартной модели. Привод KERS на задние колеса делает автомобиль частично полноприводным, улучшая сцепление колес с дорожным покрытием и повышая стабильное поведение автомобиля в ходе ускорения.

Маховик из углеволокна: легкое и компактное решение

 Система с использованием маховика впервые была опробована на модели Volvo 260 еще в 80-х годах. В последние годы некоторые компании разрабатывали подобные решения, используя маховики из стали. Но выполненное из стали устройство отличается большими размерами и весом, возникают ограничения крутящего момента маховика, и в результате оказывается неэффективным.

Volvo Cars использовала маховик Flybrid®, включающий стальную основу и внешнюю часть из углеволокна. Такое устройство весит около шести килограммов, а диаметр составляет 20 сантиметров. Маховик вращается в вакууме, благодаря чему удалось избежать потерь энергии в связи с трением.

"Мы первыми установили маховик на задней оси автомобиля в сочетании с двигателем внутреннего сгорания, который приводит в движение передние колеса. Теперь после успешного завершения испытаний мы будем изучать возможности интеграции этой технологии в наших будущих моделях автомобилей", – добавил Дерек Краб.