Sistem mecatronic de recuperare a energiei de frânare la autovehicule grele pentru eficientizarea energetică a acestora

Cuvinte cheie: sisteme mecatronice, sisteme regenerative de franare, actionari hidraulice, sisteme

hibride, autovehicule rutiere, sisteme de franare, recuperarea energiei, eficientizare energetica.

Rezumat: In articol se prezinta unele aspecte privind noile sisteme hibride de propulsie a

autovehiculelor rutiere, care urmaresc recuperarea energiei cinetice, in faza de franare si

utilizarea acesteia in faza de demarare, in scopul reducerii consumului de combustibil si a poluarii mediului. In final se prezinta sistemul mecatronic de recuperare a energiei de franare proiectat si realizat ca urmare a derularii proiectului de cercetare de excelenta.

1. INTRODUCERE

Se stie ca resursele de combustibili fosili sunt limitate si neregenerabile si ca, in acest secol, ele

se vor epuiza.

Numarul de autovehicule rutiere este din ce in ce mai mare, iar cantitatea emisiilor

de gaze, un pericol pentru viata oamenilor si calitatile mediului, este in continua crestere.

Preocuparea constructorilor de autovehicule pentru reducerea consumului de combustibil si

reducerea emisiilor poluante s-a materializat prin dezvoltarea de vehicule putin poluante si cu

consum redus de combustibil. Din categoria acestora, fac parte si vehiculele hibride.

Constructorii de autovehicule considera ca una dintre solutiile radicale pentru reducerea

substantiala a consumului de combustibil si a emisiilor poluante.este schimbarea modului de

propulsie, prin promovarea sistemelor hibride de propulsie, considerate ca solutii de viitor

Sistemele de propulsie care au in componenta lor, pe langa un sistem conventional cu motor

cu ardere interna, cel putin inca unul capabil sa furnizeze cuplu de tractiune la rotile

automobilului si care sa recupereze o parte din energia cinetica din fazele de decelerare, sunt

cunoscute sub denumirea de sisteme hibride regenerative [1].

Sistemele de actionare pentru redarea energiei recuperate sunt de tipul: hidromecanice

(hidrostatice sau hidrodinamice), electromecanice(curent continuu sau alternativ) si mecanice.

In prezent, o concurenta deosebita se dezvolta intre sistemul hibrid termo-electric, care pe

linga motorul termic mai are si un sistem electric, si sistemul hibrid termo-hidraulic, care pe

langa motorul termic de actionare mai are si un sistem hidraulic de propulsie.

INOE 2000-IHP, impreuna cu partenerii sai: INCDMF Bucuresti, INMA Bucuresti,

Universitatea POLITEHNICA Bucuresti si ROMFLUID Bucuresti, deruleaza un proiect de

amploare, in cadrul Programului Cercetare de Excelenta-CEEX, care vizeaza realizarea de sisteme

si echipamente mecatronice complexe pentru recuperarea energiei cinetice, in fazele de frinare,la

autovehicule rutiere si redarea acesteia in fazele de denarare/accelerare, in scopul reducerii

substantiale a consumului de combustibil si a poluarii mediului.

Solutia tehnica de realizare aleasa de parteneri eate aceea a unui sistemul hibrid termohidraulicparalel, prezentat in cele ce urmeaza.

2. PREZENTAREA SISTEMULUI MECATRONIC DE RECUPERARE

Solutia de principiu, adoptata de parteneri, a fost aceea de recuperare hidraulica a energiei

de franare, utilizandu-se, in acest sens, o masina hidraulica care functioneaza ca

generator/pompa, in faza de franare si ca motor in faza de accelerare, energia hidraulica find stocatain acumulatoare hidro-pneumatice [2].

Sistemul de recuperare a energiei de franare a fost dezvoltat in conceptia mecatronica,

considerata ca singura tehnologie capabila sa gestioneze regimurile tranzitorii rapide

caracteristice, coroborand, intr-un timp foarte scurt, toate subsistemele proprii si cele ale

vehiculului de baza cu care se interfateaza, inclusiv legaturile si interconditionarile dintre ele.

In acest sens, s-a elaborat o schema bloc, de principiu, pentru un sistem mecatronic de

recuperare a energiei de franare, prezentata in figura 1.