Автомобили могут извлекать энергию из ям на дорогах
Дорог идеального качества не бывает. По пути обязательно встретится ямка или лежачий полицейский. В этом случае срабатывает подвеска автомобиля. Специалисты с кафедры машиностроения инженерного колледжа Политехнического университета Виргинии предлагают собирать энергию с таких препятствий.
Инженеры подсчитали, что лишь 10–16% топлива тратится непосредственно на движение, то есть на преодоление сопротивления качению и сопротивления воздуха. Остальное топливо тратится неэффективно. При грамотной разработке конструкции часть потерь можно вернуть. Три основные возможности возврата потерянной энергии: 1) сбор тепла, выделяемого двигателем; 2) кинетическая энергия, поглощаемая при торможении; 3) колебательная энергия с амортизаторов.
По оценке Лэй Цзо (Lei Zuo), профессора Политехнического университета Виргинии, амортизаторы должны давать 100–400 Вт энергии на обычных дорогах или даже больше на плохих дорогах. Это соответствует повышению топливной эффективности на 1–5%.
На кафедре машиностроения разработали амортизаторы, которые собирают энергию, переводя вертикальное движение подвески во вращательное движение ротора, на котором работает генератор. Он отправляет электричество непосредственно в аккумулятор автомобиля или на приборы.
Такая конструкция решает главную проблему, которая возникает при генерации тока от вертикального движения элемента: не требуется равномерное движение вверх-вниз. Движения могут быть хаотичными. Комбинация шестерён соединяется так, что ротор вращается и от движения вверх, и от движения вниз. При этом ротор вращается на постоянной скорости и продолжает вращаться даже после прохождения препятствия.
Лэй Цзо и его команда сконструировали и другие варианты энергоэффективных амортизаторов, в том числе линейный электромагнитный и гидроэлектрический, но механический оказался лучше всех.
Амортизатор проверили на дорогах возле студенческого общежития. Самодельная модель показала кпд 60%. Профессор говорит, что при промышленном производстве с качественными точными шестернями можно добиться кпд 85%. Более того, устройство очень компактно, самодостаточно и подходит для установки на любую машину хоть сейчас, ничего не меняя в ней.
