Volvo Flybrid KERS – Setrvačník...

Setrvačníková autíčka znal dříve každý kluk, princip předávání kinetické energie je jednoduchý...

Skupina Volvo Cars zahájila zkoušky osobních automobilů, jejichž poháněcí soustavu doplňuje zásobník rekuperované kinetické energie KERS (Kinetic Energy Recovery System), známý z posledních sezon závodů formule 1. Partnerem Volvo Cars je už čtyři roky britský specialista Flybrid Automotive, od roku 2014 součást skupiny Torotrak Group, která pracuje na podobných systémech nejen pro běžné vozy, ale také pro nákladní, autobusy a stroje pro pohyb v terénu, zatímco firma Flybrid podobné zařízení vyvinula pro experimentální sedany Jaguar (viz AR 1/’12). Flybrid Automotive Ltd (dříve Flybrid Systems) založil Jon Hilton, nyní po spojení aktivit obchodní ředitel společnosti Torotrak Plc. Myšlenka to není nová, energii roztočeného setrvačníku už využívaly švýcarské trolejbusy pro provoz mimo elektrické vedení, či podporu ve stoupání. Od osmdesátých let se znovu zkoušela podpora pohonu setrvačníkem u různých automobilů, ocelové setrvačníky však byly těžké s omezenou rotační kapacitou (u experimentu Volvo 260 v roce 1979 měl setrvačníkový systém hmotnost 128 kg a otáčky jen 12 000 min^‑1).

Flybrid Automotive ovšem vyvinula lehké setrvačníky s ocelovým nábojem a tělem z uhlíkových kompozitů, rotující ve vakuové komoře pro minimalizaci třecích ztrát, jež se objevily na zadní nápravě nových sedanů Jaguar a Volvo. Zatímco u Jaguaru je systém složitější, protože je připojen na zadní poháněné nápravě, u Volvo Cars soustavu zjednodušili, vpředu zůstává zážehový pětiválec 2497 cm³ T5 o výkonu 187 kW (254 k)/5400 min^‑1 se samočinnou převodovkou 6A, zatímco zadní kola jsou spojena se systémem Flybrid KERS, přidávajícím až 59 kW (80 k) z rekuperované energie. Experimentální Volvo S60 T5 zrychluje na sto o 1,5 sekundy rychleji než sériový typ (uvedeno 5,5 s), KERS mu tedy uděluje nejen lepší dynamické vlastnosti, ale také připojitelný pohon všech kol a nižší spotřebu paliva (při aplikaci na nové čtyřválce Volvo Drive‑E se hovoří až o pětadvacetiprocentní úspoře proti šestiválci stejného výkonu). Vozy se zkouší ve Velké Británii i Švédsku, kde získal projekt podporu švédské vlády.

Setrvačník o průměru 200 mm a hmotnosti 6 kilogramů rotuje otáčkami až 60 000 min^‑1 ve vakuové komoře, když přebírá brzdnou energii, která se jinak mění v tepelnou (ztrácí se). Speciální převodovka CVT (Continuously Variable Transmission) s plynulým převodem nejen roztáčí setrvačník, ale také převádí kinetickou energii opačným směrem na kola při akceleraci, čímž odlehčuje spalovacímu motoru a šetří palivo, či pohání vůz při jízdě ustálenou rychlostí. Motor vpředu je při brzdné rekuperaci zastaven (Stop/Start), stejně jako při ustálené jízdě. Derek Crabb, viceprezident vývoje po-honných jednotek Powertrain Engineering u Volvo Cars, je přesvědčen, že automobil může být poháněn setrvačníkem až 50 % jízdního času. Z uvedeného principu vyplývá, že k největším úsporám dochází při častém zpomalování a zrychlování, tedy při jízdě v hustém městském provozu (podobně jako u hybridních vozů). Setrvačník je umístěn včetně vývěvy pro udržování podtlaku ve skříni na místě náhradního kola, takže nezmenšuje objem zavazadlového prostoru.

Převodové poměry (u skříně vpředu) a brzdová soustava musely být upraveny pro součinnost se setrvačníkovým zařízením KERS. Na vývoji spolupracovala řada partnerů, mj. výrobce ložisek SKF, který stál u zrodu švédské automobilky Volvo, než se v roce 1935 jejich cesty rozdělily. Uvidíme, zda se setkáme se setrvačníkem v sériové produkci. Systém je sice drahý, ale může být příspěvkem ke splnění direktivních předpisů EU o snižování emisí. Volvo patří k průkopníkům alternativních pohonů, už v roce 1992 vyjel experimentální paralelní hybrid Volvo ECC (Environmental Concept Car) s elektromotorem a spalovací turbínou HSG (High Speed Generation), ta však nevyhověla požadavkům na emise a spotřebu paliva. K dalším projektům patřil koncept LCP2000 (Light Component Prototype), třídveřový čtyřmístný hatchback/kombi, jenž už v roce 1983 nabízel dva typy vznětových tříválců, buď konvenční 1.4/66 kW s litinovým blokem, anebo pokrokový 1.3/ 39 kW s blokem z hořčíkové slitiny, ale soustředil se především na snižování hmotnosti (cca 700 kilogramů) a spotřeby (hra-nice 4,0 l/100 km). Tedy na trend, jenž znovu přichází do módy, ačkoli jeho opuštění je vskutku těžko pochopitelné, jenže před 20 – 30 lety nebyla veřejnost na výrobu ekologických typů zralá.

Převzato z časopisu

Fotogalerie