Ή τεχνολογία του Υβριδικού Αυτοκινήτου

 

 

Εργασία Τεχνολογίας Α’ Τετραμήνου, Α’ Λυκείου.

Μια σχολική εργασία.

 

 

Το υβριδικό αυτοκίνητο είναι ένα αυτοκίνητο τελευταίας τεχνολογίας που επί πλέον σέβεται το περιβάλλον.  Συνδυάζει την εύκολη μετακίνηση με την οικολογία. Είναι το αυτοκίνητο που θα μπορούσες να χρησιμοποιήσεις για να πας σε ένα μαγαζί στο κέντρο της πόλης αλλά επίσης θα μπορούσες να διανύσεις μεγάλες αποστάσεις κάνοντας  ένα ταξίδι.  

 

        Στο παρελθόν πριν εφευρεθεί το αυτοκίνητο οι άνθρωποι είχαν άλλα μέσα για την μετακίνησή τους. Τα άλογα, οι καμήλες, τα λάμα, τα γαϊδούρια και πολλά άλλα είδη ζώων είχαν χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο ως μέσα μεταφοράς. Οι άμαξες ήταν από τα πρώτα μέσα μεταφοράς με τροχούς με κινητήρια δύναμη τα άλογα τα οποία τις έσερναν. Τα πλοία έκαναν την εμφάνισή τους αργότερα, πρώτα με κουπιά μετά με πανιά στη συνέχεια από το ατμόπλοιο του Φούλτον μέχρι τα σημερινά  πυρηνοκίνητα και  χρησιμεύουν στην επικοινωνία και το εμπόριο μεταξύ μακρινών και παραθαλάσσιων περιοχών. Με την πάροδο του χρόνου ο άνθρωπος κατάφερε να κατακτήσει τον αέρα και το διάστημα, σε μια μάχη αιώνων από το πρώτο μηχάνημα που σχεδίασε ο Leonardo da Vinci μέχρι τα σημερινά επανδρωμένα διαστημόπλοια. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι σε αυτή την πορεία που περιγράψαμε η μεγαλύτερη ανακάλυψη, από την αρχή του ανθρώπινου γένους μέχρι τον μεσαίωνα, για τα  μεταφορικά μέσα ήταν ο τροχός και έγινε πριν 5.500 χρόνια. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας τα άλογα όπου ήταν η κινητήρια δύναμη έδωσαν την θέση τους στους κινητήρες. Ο κινητήρας έχει την ικανότητα να μετατρέπει κάποια μορφή ενέργειας που του προσφέρεται σε κινητική, ώστε να βάλει σε κίνηση το όλο σύστημα και η ισχύς του μετράτε σε ίππους (Hp). Έτσι τα άλογα από κινητήρια δύναμη της άμαξας μπήκαν μέσα στους σημερινούς κινητήρες σαν μονάδα μέτρησης ισχύος του κινητήρα.

 

 Τα αυτοκίνητα με μηχανές εσωτερικής καύσης κατασκευάστηκαν αρχικά στην Γερμανία από τους Καρλ Μπεντς και Γκότλιμπ Νταίμλερ ανάμεσα στο 1885 με το 1886, ήταν και το πρώτο σχεδιασμένο ως αυτοκίνητο. Το δεύτερο σημαντικό επίτευγμα στην ιστορία της αυτοκίνησης ήταν η δημιουργία ενός αυτοκινήτου όπου όλοι οι μέσοι πολίτες θα είχαν την δυνατότητα να το αγοράσουν και να το χρησιμοποιούν σε καθημερινή βάση (είναι το μοντέλο “Model–T”).

 

 

Τέλος η πετρελαϊκή κρίση και η οικολογική επιβάρυνση του πλανήτη οδήγησαν στην εύρεση ενός νέου αυτοκινήτου δηλαδή του υβριδικού. 

 

Βέβαια προτάσεις πάνω στο ίδιο ζήτημα είχαν παρουσιαστεί και νωρίτερα, όπως το 1900, όταν η εταιρεία Lohner είχε παρουσιάσει στην Έκθεση του Παρισιού ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο βασισμένο στη ιδέα ενός 25χρονου τότε μηχανικού, του ιδρυτή της ομώνυμης μετέπειτα θρυλικής φίρμας Ferdinand Porsche. Το αυτοκίνητο αυτό διέθετε δύο ηλεκτροκινητήρες ενσωματωμένους στις πλήμνες των μπροστινών τροχών, χωρίς να γίνεται χρήση κιβωτίου ταχυτήτων, ημιαξονίων ή διαφορικού. Το 1902 η Lohner παρουσίασε και υβριδική τετρακίνητη έκδοση του μοντέλου της με ηλεκτροκινητήρες σε όλους τους τροχούς, όπου ένας βενζινοκινητήρας κινούσε την απαραίτητη για την παραγωγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας γεννήτρια. Στην πορεία παρουσιάστηκαν διάφορα πρωτότυπα, όπως του Krieger to 1903, ορόσημο όμως στην εξέλιξη των υβριδικών οχημάτων αποτέλεσε το 1917, όταν η Woods Motor Vehicle Company παρουσίασε το μοντέλο Dual Power. Κερδίζοντας τις εντυπώσεις χάρη στην ευφυή κατασκευή του και τον απλό χειρισμό του, το Dual Power διέθετε βενζινοκινητήρα και ηλεκτροκινητήρα οι οποίοι μπορούσαν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο.

 

Το υβριδικό αυτοκίνητο έχει σαν βάση του το διπλό τρόπο κίνησης του, αφού μπορεί είτε να κινείται όπως ένα απλό αυτοκίνητο δηλαδή με βενζινοκινητήρα είτε με τον νέο αυτό τρόπο του ηλεκτροκινητήρα. Ο ηλεκτροκινητήρας, το πιο σημαντικό κομμάτι του υβριδικού (αυτό άλλωστε που το κάνει να ξεχωρίζει), λειτουργεί με μπαταρίες, τις οποίες όμως δεν χρειάζεται να φορτίζει ο ιδιοκτήτης αφού κατά κύριο λόγο φορτίζονται όταν ο οδηγός πατάει φρένο με αποτέλεσμα την παραγωγή ενέργειας η οποία δεν πάει χαμένη. Η όλη κατασκευή του παρ’ όλ’ αυτά δεν διαφέρει από ενός συμβατικού αυτοκινήτου. Δηλαδή αποτελείται κυρίως από λαμαρίνα, ωστόσο υπάρχουν και κάποια άλλα υλικά ανάλογα με τον τύπο του αυτοκινήτου. Όπως είναι, το δέρμα(στα καθίσματα), το πλαστικό (στους προφυλακτήρες), το γυαλί (για τα τζάμια) κ.α.

 

Το υβριδικό αυτοκίνητο καλύπτει ένα μεγάλο εύρος μηχανημάτων, όπως είναι, το CD–Player, το air–condition και το καλοριφέρ, συστήματα κεντρικού κλειδώματος, ηλεκτρικοί καθρέπτες και παράθυρα, σε πιο σπάνιες περιπτώσεις θερμαινόμενα καθίσματα κ.α. Όσον αφορά τη λειτουργία και την κίνηση του αυτοκινήτου το σημαντικότερο μηχάνημα είναι, ο κινητήρας ο οποίος εμφανίζεται διπλός σ’ ένα υβριδικό αυτοκίνητο αφού ή είναι ηλεκτρικός κυρίως σε μικρές ταχύτητες ή είναι βενζινοκίνητος σε μεγαλύτερες.

 

 

Θετικά:

Ένα πλήρως υβριδικό σύστημα έχει την δυνατότητα να κινεί το όχημα μόνο με τον βενζινοκινητήρα ή μόνο με τον ηλεκτροκινητήρα ή και τους δύο ταυτόχρονα.

 
Καταναλώνουν πολύ λιγότερο καύσιμο. Σε ειδικές μετρήσεις που έχουν γίνει έχει αποδειχθεί ότι ένα υβριδικό καταναλώνει από 20%-40% λιγότερο από ένα αντίστοιχης ισχύος συμβατικό αυτοκίνητο, ανάλογα με το πού κινείται. Στην πόλη για παράδειγμα όπου ο ηλεκτροκινητήρας δουλεύει πιο πολύ μπορεί να φτάσει το 40%, ενώ στον αυτοκινητόδρομο που θέλουμε όλη την ισχύ η οικονομία «πέφτει» στο 20% .

 
Με την απόκτησή τους να συνοδεύεται από αρκετά μπόνους από πλευράς κράτους όπως η απαλλαγή σε μεγάλο ποσοστό από τους δασμούς, δεν έχουν τέλη κυκλοφορίας για τα 5 πρώτα χρόνια και μπαίνουν ελεύθερα στο δακτύλιο.

 

Όταν χρησιμοποιούμε τα φρένα σε ένα συμβατικό αυτοκίνητο, η κινητική ενέργεια που έχει όταν μετακινείται μετατρέπεται σε θερμότητα. Σε ένα υβριδικό αυτοκίνητο, τα φρένα παίρνουν ένα ποσοστό από την ενέργεια αυτή και αντί να χαθεί στο περιβάλλον, χρησιμοποιώντας την ηλεκτρική μηχανή ως γεννήτρια την εναποθέτει πίσω στις μπαταρίες.
 
Τα υβριδικά οχήματα επιτυγχάνουν μεγάλα οφέλη στην εξοικονόμηση καυσίμου και στις εκπομπές CO2.

 
Στα υβριδικά με Κυψέλες Καυσίμου η κυψέλη καυσίμου παράγει ηλεκτρική ενέργεια επιτυγχάνοντας μία χημική αντίδραση υδρογόνου / οξυγόνου χωρίς να κάψει καθόλου υδρογόνο, αποτελώντας «καθαρή» και ιδιαίτερα αποτελεσματική λύση. Τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα του υδρογόνου αναμιγνύονται με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας και σχηματίζουν νερό. Επίσης η κυψέλη καυσίμου δεν εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα ή άλλους ρύπους. Το μόνο υποπροϊόν είναι το νερό.

 

Αρνητικά:

 

Τα υβριδικά αυτοκίνητα κοστίζουν ακριβότερα από τα αντίστοιχα συμβατικά αν και πολλές φορές έχουν καλύτερες επιδόσεις.

Το αυξημένο βάρος, λόγω μπαταριών, που επιδρά στην οδική τους συμπεριφορά.

Είναι άγνωστο προς το παρόν κόστος αντικατάστασης των μπαταριών μετά την παρέλευση 10ετίας από την αγορά τους .

Τα περισσότερα έχουν μικρή χωρητικότητα στο πορτ-μπαγκάζ.

 

 

 

Ένα σημαντικό πρόβλημα των υβριδικών αυτοκινήτων είναι οι μπαταρίες τους. Διότι ενώ υπάρχουν εναλλακτικοί τρόποι φόρτισης τους, αυτοί δεν είναι αρκετοί για να γεμίσουν γρήγορα τις μπαταρίες.
Έτσι ο ηλεκτροκινητήρας δεν μπορεί να λειτουργήσει για πολύ χρόνο με αποτέλεσμα σε μεγάλες αποστάσεις να χρησιμοποιείται και ο βενζινοκινητήρας. Σ’ αυτό το πρόβλημα οι υπεύθυνοι τεχνικοί και μηχανικοί ψάχνουν να βρουν μια λύση, αφού έτσι το υβριδικό αυτοκίνητο θα κάνει ένα ακόμα βήμα προς τη «τελειότητα».

 

Ακόμα μέχρι πριν λίγο καιρό η τεχνολογική ανάπτυξη των υβριδίων δεν επέτρεπε την ύπαρξη 4x4 αυτοκινήτων. Ωστόσο πρόσφατα αυτό έγινε πραγματικότητα και τα 4x4 υβριδικά αυτοκίνητα βγήκαν στην αγορά. Αλλά παρότι βγήκαν χρειάζονται πολλές μελέτες για να μειωθεί η καύση τους, αφού είναι αρκετά υψηλή. Γι’ αυτό το λόγο τα υβριδικά 4x4 έχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης.

 

 

 

 

Τα υβριδικά διαθέτουν όλα εκείνα τα στοιχεία που θα τους επιτρέψουν να πρωταγωνιστήσουν στην τρέχουσα δεκαετία. Χωρίς να χρησιμοποιούν επαναστατική ή ριζοσπαστική τεχνολογία, επιτυγχάνουν εντούτοις με έξυπνες λύσεις την χρυσή τομή μεταξύ επιδόσεων και κατανάλωσης. Τα σημερινά δεδομένα δείχνουν ότι σύντομα θα κάνουν την εμφάνισή τους και καθαρόαιμες σπορ κατασκευές με υβριδικά κινητήρια σύνολα, δείχνοντας το δρόμο για πρωταγωνιστικό ρόλο που αναμένονται να διαδραματίσουν κάποια στιγμή στο μέλλον.

 

 

 

 

 

Βιβλιογραφία

1. http://www.hybridcars.gr/

2. http://www.wlearn.gr
3. http://www.toyota.gr

4. http://www.Lexus.gr

5. http://www.enfo.gr/index.php?page=article&article=69

6. http://ismini-fabiatou-news.blogspot.com/2008/03/ford-model-t.html

7. http://www.wikipedia.com