Sopbilar blir gröna

En ny sorts hybridteknik för tunga fordon använder hydraulik, snarare än batterier, för att lagra energi. Lastbilar som använder systemet lovar att vara 30 procent mer bränsleeffektiva än konventionella fordon. Systemet kan också kosta mindre än hybridteknik med liknande prestanda som kräver batterier.

Grön maskin: Denna lastbil har ett hydrauliskt hybridsystem som sparar på bränsle och bromsunderhåll.

Staden Ann Arbor, MI, som rullar ut fyra sopbilar som använder tekniken, är bland de första i Nordamerika som använder sådana lastbilar. Det var också bland de första som fick finansiering för dem genom det amerikanska energidepartementet Program för rena städer , som är avsett att hjälpa lokala myndigheter att minska bränsleförbrukningen. Tekniken kan hjälpa städer och lastbilsföretag att uppfylla de nya bränsleekonomiska reglerna för tunga fordon som nu utarbetas av U.S. Environmental Protection Agency.

Tekniken utvecklades vid EPA National Vehicle and Fuel Emissions Laboratory i Ann Arbor. EPA samarbetade med den Cleveland, OH-baserade industrijätten Eaton för att få ut den på marknaden. Christopher Grundler, biträdande direktör för EPA:s kontor för transport och luftkvalitet, säger att tekniken är ett lovande sätt att dramatiskt förbättra bränsleekonomin på stora lastbilar. Det fina med detta är att du inte behöver batteriteknik, vilket fortfarande är dyrt, säger han.

Tekniken, som kallas hydraulisk startassistans, skiljer sig från den elhybridteknik som för närvarande används på vissa personbilar och bussar. Dessa system använder en elmotorgenerator, tillsammans med batterier, för att lagra energi som annars skulle gå till spillo - till exempel energin som försvinner under inbromsning.

Hydraulsystemet använder en pumpmotor och en tank, kallad en ackumulator, som lagrar energi genom att använda automatisk transmissionsvätska för att komprimera kvävgas. När föraren släpper gaspedalen driver hjulen en hydraulpump, som pumpar hydraulvätska för att komprimera kvävgas och sakta ner fordonet. När föraren accelererar trycker högtrycksgasen tillbaka hydraulvätskan genom pumpmotorn, och den resulterande energin driver hjulen.

Detta regenerativa bromssystem fångar upp upp till 75 procent av energin som annars skulle gå till spillo som värme vid stopp och start. Denna energi används sedan för att få fordonet i rörelse igen. Så den är idealisk för fordon som sopbilar, som regelbundet stannar och startar. Systemet är så tungt att det inte är effektivt för bilar, men det är perfekt för lastbilar.

Hybridelektrisk teknik finns redan för bussar, men hydrauliska hybrider erbjuder ytterligare fördelar. En potentiell är kostnaden: inklusive kostnaden för systemet och besparingarna från underhåll, skulle ett hydraulsystem sannolikt kosta städer och företag mindre pengar än både konventionella lastbilar och nuvarande elhybrider.

Eftersom Eatons teknologi kräver att föraren bara lättar på gaspedalen för att hydrauliskt stoppa fordonet (i motsats till att bromsa), kommer det nya systemet sannolikt att innebära enorma besparingar i bromsreparationer. En traditionell sopbil behöver byta bromsar flera gånger om året, till cirka 2 000 dollar per bromsjobb. Sådana bromsjobb skulle behövas mindre än en gång per år med det hydrauliska regenerativa bromssystemet.

Batteribaserade hybrider minskar också bromsreparationer, men i mindre utsträckning eftersom deras batteribaserade regenerativa bromssystem inte saktar ner fordonen lika mycket. Kraftiga elhybrider fångar bara upp cirka 25 procent av energin under inbromsning eftersom mängden batterilagring för att fånga upp mer skulle kosta för mycket för att vara praktiskt. Eftersom hydrauliska hybrider lagrar mer energi – fångar upp till 75 procent av energin under inbromsning – är de mer effektiva än batteribaserade hybrider.

De nya lastbilarna kommer var och en att kosta $40 000 mer än sina konventionella dieselmotsvarigheter. Ann Arbor får bidragspengar för att kompensera skillnaden – 156 000 USD i federala stimulanspengar från Ren energikoalition , en ideell organisation som fokuserar på att utöka användningen av ren energiteknologi i Michigan. (Pengarna är en del av ett bidrag som Clean Energy Coalition fick från DOE.)

Andrew Brix, energiprogramchef för staden Ann Arbor, säger att systemet kommer att spara $9 120 i bränsle varje år. Genom att fördubbla bromsarnas livslängd kommer systemet också att spara 3 300 dollar per år i underhåll. Vince Duray, Eatons chefsingenjör för den hydrauliska startassistansen, säger att även utan statligt bidrag borde systemet betala sig själv inom tre år (även om Duray använder mer optimistiska antaganden om besparingar från bränsleförbrukning och bromsreparationer än Ann Arbor-tjänstemän). .

Eaton har beställningar på 80 fordon utrustade med tekniken. Även om den ursprungliga applikationen är sopbilar, tittar företaget på andra möjligheter, som bussar med en tung start-och-stopp-rutt.

EPA arbetar också med en mer revolutionerande typ av hydraulisk teknik, kallad seriesystem. Medan den hydrauliska starthjälpen som används i Ann Arbor-lastbilarna hjälper fordonet att börja rulla, ersätter serien hela drivlinan, vilket innebär att motorn inte är ansluten till hjulen. Istället trycksätter motorn kvävetanken, som trycker på hydraulvätska för att driva hjulen. I detta arrangemang behöver inte motorn leverera kraftutbrott för acceleration eller körning uppför backar - denna kraft kommer från kvävetanken. Som ett resultat kan motorn vara mindre och köras i en jämn och effektiv hastighet. Systemet är 40 till 60 procent effektivare än konventionella diesellastbilar i stadstrafik.

Joseph Kovach, vice vd för teknik och innovation för Parker Hannifin Hydraulic Group över hela världen , som utvecklar seriehybriden, säger att hans företag testar systemet på lastbilar, bussar och sopbilar. Staden Miami kommer att använda det på ett dussin sopbilar med början i september, och FedEx Ground förväntar sig det på några av sina skåpbilar till våren 2011. Även om Eaton också följer serietekniken och tror att den har stor potential, arbetar man för att minska kostnaderna för denna teknik innan den släpper sin version på marknaden.

Dölj