Profesor Lei Zuo se svými „americkými“ studenty Xiudong Tangaem a Zacharym Brindakou ze State University of New York za peníze společnosti NYSERDA uskutečnili výzkum nového typu tlumiče. Při troše googlování se dá zjistit, že nejsou těmi, kdož nový princip vymysleli, ale jako první si ho nechali patentovat. Vedla je k tomu pragmatická úvaha: Z celkové spotřeby ropy Spojených státu se jí 70 %spálí na přepravu osob a materiálu. Přitom z energie pohonných hmot je pouze 10 - 16 % využito na překonávání povrchového tření vozovky a na odpor vzduchu. Zbytek energie mizí ve ztrátách při brzdění a vibracích po nerovnostech vozovky a ta jako teplo odchází pánubohu do oken.
Zuoův tým má nyní v patentovém řízení dva typy tlumičů – rotační a lineární. Liší se však pouze v detailech. Ten lineární tvoří dva válce, které se do sebe se zasouvají rovnoběžně, přičemž jeden z válců obsahuje permanentní magnety a na druhém je primární vinutí. Vzájemný pohyb válců tak vybudí elektrický proud. Ten lze využít pro napájení světlometů, dobíjení baterie, vytápění interiéru a pod. Druhý z patentovaných tlumičů je navíc opatřen převodem, který podélný pohyb pomocí ozubené tyče a převodného soukolí promění na pohyb rotační. Vnitřní část tlumiče osazená permanentními magnety tak otáčením vybuzuje elektrický proud v plášťovém válci osazeném cívkami. Princip přeměny energie mechanické v elektrickou je v obou případech stejný.
Nárazy a vibrace při běžné jízdě s průměrně zatíženým osobním autem (se dvěma a půl pasažéry) při jízdě rychlostí 96 km/h v tlumiči generují 100 – 400 wattů. Při více rozbité silnici to je až 1 600 watů. Tlumiče lze využít pochopitelně i u terénních aut, nákladních automobilů a dokonce i železničních vagónů. U těch, rovněž v závislosti na nerovnosti terénu, vrací jeden až deset kilowat. Získanou energii lze akumulovat pomocí baterie a nebo využít k okamžité spotřebě k napájení elektroniky. Ta běžně představuje 250 – 350 wattů. Tlumiči získaná energie snižuje nároky na alternátor, který ke své činnosti v průměru potřebuje 500 – 600 wattů. Z testů vyplynulo, že z tlumičů lze „vyždímat“ tolik energie, která představuje úsporu paliva v rozmezí 1 – 4 %. U hybridních aut, jenž jsou těžší a lze u nich energii využít přímo k pohonu, je to dokonce 8 %.
Tyto úspory ale nemusí být všechno. Jako bonus si můžeme učinit jízdu příjemnější a bezpečnější. Princip těchto energii „vyrábějících“ tlumičů lze zkombinovat s tlumičem hydraulickým v němž je místo oleje magnetická kapalina. Takový tlumič ke své činnosti elektrickou energii vyžaduje. Výhodou těchto magnetických tlumičů je, že reagují na nerovnost třikrát rychleji. Zatímco klasický kapalinový tlumič zareaguje za 15 ms, což při jízdě rychlostí okolo 70 km/h znamená, že se jeho „tlumení“ projeví až poté, co už je auto o 30 cm dál, magnetický tlumič (využívající ferokapalinu) reaguje již během 5 ms. V praxi to pak znamená, že se auto i přes menší nerovnosti „přenáší bez propadnutí“. Do kabiny se převádí mnohem méně nepříjemných vibrací a jízda je tichá.
Nejde tu ale jen o hluk a o to, že při jízdě po okreskách nepadají z auta šrouby. Hlavní výhodou ferohydrodynamických tlumičů je, že při vyšších rychlostech brání odskakování kol a ztrátě adheze pneumatiky s vozovkou. To pochopitelně snižuje brzdnou dráhu i nebezpečí vzniku aquaplaningu. Vedle bezpečnější jízdy šetří i peněženku, protože prodlužují životnost pneumatik. Není to samozřejmě zadarmo, tyto tlumiče při své činnosti – změně viskozity kapaliny podle charakteru vibrací - potřebují elektrickou energii. Kombinací magnetického tlumiče s feromagnetickou kapalinovou náplní se Zuovým tlumičem recyklujícím energii z kmitání kol lze získat jednotku, která je energeticky soběstačná a nezvyšuje nároky na alternátor, respektive spotřebu paliva.
Výhodou tlumičů z dílny Zuoa je, že je lze bez jakýchkoliv úprav namontovat místo stávajících tlumičů i do starších typů aut. Podle propočtů se investice běžnému řidiči osobáku vrátí za 3-4 roky, u náklaďáků již během 1-2 let. Pokud by si v USA nechalo namontovat nové tlumiče 5 % majitelů aut (registrováno je 256 milionů aut), představovalo by to trh s obratem okolo šesti miliard dolarů. Toto množství tlumičů by mělo vracet „zpět do hry“ větší množství energie, než které dodává elektrárna na Niagarských vodopádech. Letos k tomu ale ještě nedojde. Novinka z New Yorku má totiž jednu zásadní vadu – tlumiče nejsou zatím komerčně dostupné. Patentování je ale v běhu a grant poskytnutý SUNY technologickým akceleračním fondem, by měl vše brzo napravit.
Prameny: Asian American e-Zine , R&D 100 awards
Diskuze:
