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.
