Odzyskiwanie energii z amortyzatorów w najnowszym układzie zawieszenia Audi

Elektromechaniczne amortyzatory obrotowe zwiększają komfort jazdy i umożliwiają rekuperację energii w układzie zawieszenia.

Rekuperacja energii w zawieszeniu samochodu odgrywa coraz większą rolę w wizji mobilności jutra konstruktorów Audi. Koncern z Ingolstadt pracuje nad prototypowym systemem eROT, w którym elektromechaniczne amortyzatory obrotowe zastąpiły montowane obecnie amortyzatory hydrauliczne. Nowe rozwiązanie ma także poprawić komfort podróży.

Zasada działania systemu eROT jest prosta do wyjaśnienia:

 – Każda wyrwa, każdy wybój, każdy zakręt dostarcza autu energii kinetycznej, która w obecnie używanych amortyzatorach jest absorbowana, a następnie oddawana w postaci ciepła. Nowy, elektromechaniczny system amortyzatorów wykorzystuje tę energię w całości, przesyłając ją do instalacji elektrycznej auta o napięciu 48 V. Dodatkowo system ten daje nam i naszym klientom całkowicie nowe możliwości regulacji podwozia – mówi dr inż. Stefan Knirsch, członek zarządu Audi AG ds. rozwoju technicznego.

System eROT reaguje szybko i z niewielką inercją. Jako aktywnie reagujące zawieszenie idealnie dopasowuje się do nierówności drogi i do stylu jazdy kierowcy. Charakterystyka pracy amortyzatorów jest w dużym stopniu ustalana z pomocą odpowiedniego oprogramowania i w ten sposób wydatnie poszerza zakres działania systemu. Dodatkowo, w ten sposób eliminuje się wzajemną zależność stopnia odbicia i ściskania, która ogranicza tradycyjne, hydrauliczne amortyzatory.

Montowane poziomo silniki elektryczne zastępują amortyzatory teleskopowe

eROT pozwala na taką konfigurację stopnia ściskania amortyzatora, by ten pracował komfortowo i miękko, bez przechodzenia do fazy „twardości” podczas odbicia tłoku. Kolejną zaletą nowego systemu amortyzacji jest jego geometria. Montowane poziomo przy tylnej osi silniki elektryczne, zastępują pionowe amortyzatory teleskopowe. Korzysta na tym również pojemność bagażnika.

Oprócz dowolnie programowalnych charakterystyk amortyzatorów, system eROT wyposażony jest też w inną funkcję. Może konwertować energię kinetyczną wytwarzaną podczas faz ściskania i odbicia w energię elektryczną. Aby taka konwersja nastąpiła, ramię dźwigni musi przejąć ruch piasty koła. Ramię transmituje następnie ten ruch za pomocą zespołu przekładni i kół zębatych do silnika elektrycznego, który przemienia je w prąd. Wydajność systemu rekuperacji wynosi w testach prowadzonych na niemieckich drogach średnio od 100 do 150 W. Rozpiętość faktyczna jest większa: od 3 W na autostradzie z nowym asfaltem do 613 W na bocznej, wyboistej drodze. Przekłada się to średnio na oszczędność do 3g CO₂ na kilometr.

Bazą dla zastosowania techniki eROT jest wysokowydajna instalacja elektryczna 48 V. W swej obecnej konfiguracji, akumulator litowo-jonowy instalacji oferuje 0,5 kilowatogodziny pojemności energii i 13 kilowatów mocy wyjściowej. Przetwornik napięcia stałego łączy instalację 48 V z główną instalacją pokładową 12 V, w której pracuje dużej mocy i wysoce wydajny generator.

Pierwsze wyniki testów techniki eROT są bardzo obiecujące i dlatego jej seryjny montaż w przyszłości w samochodach marki Audi jest bardzo prawdopodobny. Warunkiem jest tu jednak instalacja elektryczna 48 V, będąca głównym elementem strategii elektryfikacji Audi. Jej druga wersja, planowana do wprowadzenia w roku 2017, będzie już główną siecią elektryczną samochodu, a jednocześnie elementem napędu hybrydowego. Napęd taki pozwoli na oszczędność paliwa rzędu 0,7 litra na 100 kilometrów.

Źródło: Audi