Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Все, что вы хотели знать о гибридных двигателях

Все, что вы хотели знать о гибридных двигателях

Гибридный двигатель имеет два основных преимущества перед обычным силовым агрегатом: во-первых, он более экономичен в плане расхода горючего, а во-вторых, не так сильно загрязняет окружающий воздух токсичными выбросами. Рассмотрим, какими бывают гибридные моторы и каковы особенности использования оснащенных ими транспортных средств.

Разновидности авто с гибридными двигателями

Существует 3 основных типа машин, оборудованных этими двигателями. К ним относятся гибриды:

  • Умеренные.
  • Параллельные.
  • С подзарядкой.

Умеренные гибриды

Этот тип установок, в свою очередь, делится на подкатегории. Двигатели, оборудованные гибридным механизмом «Старт-Пуск», самостоятельно отключаются, когда автомобилю не нужна дополнительная мощность, и запускаются вновь, когда в этом возникает необходимость. В качестве дополнения к этому механизму в систему может быть встроен демпферный генератор переменного тока, который позволяет электромотору приводить машину в движение. Силовой агрегат с интегрированным вспомогательным устройством отличается увеличенными габаритами и большей мощностью. Такие установки тратят большее количество электроэнергии, а значит, быстрее и эффективнее приводят автомобиль в движение.

Параллельные гибриды

В машинах такого типа ДВС и электромотор получают питание (соответственно – бензин и электроэнергию) параллельно, отсюда и название системы. Как один, так и другой мотор способен выдавать мощность на уровне, достаточном для движения транспорта.

Последовательные гибриды

В этих системах задача ДВС состоит в обеспечении работы генератора, который либо заряжает батареи, либо приводит в действие электромотор.

Гибриды с подзарядкой

Этот автомобиль нуждается в периодической подзарядке от электросети. Агрегат с достаточным зарядом позволяет транспортному средству передвигаться как электромобиль. Когда электрический заряд будет полностью израсходован, вступает в работу ДВС малой мощности, на котором авто может доехать до пункта назначения.

Наиболее распространенные вопросы по использованию авто с гибридными двигателями

Поскольку гибридные установки еще не получили широкого распространения, у людей, собирающихся обзавестись транспортным средством, оснащенным двигателем внутреннего сгорания и электромотором, возникают различные вопросы, касающиеся порядка его эксплуатации. В этом материале мы ответим на самые распространенные из них.

В каких условиях максимально проявляется эффективность гибридного автомобиля?

Машины этого типа наиболее эффективны при движении в крупных населенных пунктах, где поток транспорта достаточно велик. В этих условиях благодаря механизму регенеративного торможения авто расходует не так много топлива, как его собратья с обычными ДВС, и выбрасывает в окружающий воздух намного меньше токсинов, чем они.

Могут ли аккумуляторы гибридной машины по окончании ресурса быть утилизированы?

Могут, для их утилизации существуют специальные средства.

Техника гибридного типа работает с использованием самых современных технологий. Насколько высока ее надежность?

Качество и надежность гибридных силовых агрегатов находятся в соответствии существующим стандартам. Все автомобили перед поступлением на реализацию проходят тщательное тестирование в экстремальных условиях движения. К тому же, гибридные машины имеют меньшее количество узлов, поэтому, как правило, ломаются реже обычных.

Отличается ли езда на гибриде и на обычной машине?

Существенных различий в использовании обычных ТС с коробкой-автоматом и гибридных нет. Работа гибридного двигателя дает даже больший комфорт в использовании: такие автомобили мощнее, разгоняются более плавно и бесшумно, а также лучше управляются.

Каков срок эксплуатации гибридов?

По сроку службы машины этого типа не отличаются от обычных транспортных средств.

Нужно ли подзаряжать батарею на гибридных автомобилях?

Во время работы ТС аккумулятор подзаряжается автоматически за счет генератора или регенеративного торможения. Поэтому на исправном транспорте водителю незачем задумываться о дополнительной зарядке батареи.

Нуждаются ли такие машины в специальном топливе?

Не нуждаются. ДВС гибридов использует обычный бензин, который продается на любой заправочной станции.

Достаточно ли безопасны гибриды?

ТС такого типа оборудованы механизмами безопасности, аналогичными тем, которые устанавливаются на обычных автомобилях. Используемые на них аккумуляторы обладают герметичным корпусом. Кроме того, предусмотрена защита от поражения человека электрическим током при случайном прикосновении к высоковольтным проводам или токонесущим частям.

Каким сроком службы обладает АКБ на гибриде?

Батареи, которые устанавливаются на машинах с гибридным приводом, значительно долговечнее обычных автомобильных аккумуляторов. При их изготовлении использованы высокие технологии, благодаря которым АКБ может исправно работать в течение всего срока эксплуатации автомобиля.

В этой статье мы разобрались, что такое гибридный двигатель, рассмотрели особенности его работы и ответили на самые распространенные вопросы об этих силовых установках. Ну а какую машину предпочесть – гибридную или оборудованную обычным двигателем внутреннего сгорания – предстоит решать только вам.

Гибридный автомобиль: что это такое и как работает

В последние годы мир охвачен электромобильным ажиотажем, который вызван во многом небезызвестной компанией Tesla. Автомобили на электрической тяге это, конечно, прогрессивно, экологично, выгодно, только вот слишком радикально. Гибридные автомобили выглядят более взвешенным и оптимальным вариантом.

Что такое гибридный автомобиль

Нетрудно догадаться, что гибридный автомобиль это результат «скрещивания» двух видов авто — с двигателем внутреннего сгорания и с электромотором. Если продолжить аналогию с биологической эволюцией, то гибридный автомобиль это переходная форма от традиционных машин к машинам будущего. Компромиссное решение для тех людей, кого уже не устраивают двигатели, работающие по принципам позапрошлого века, но при этом ещё не готовы полностью перейти на электричество.

Читать еще:  Электросхема запуска двигателя ниссан

Автопроизводители пробуют различные комбинации двигателей внутреннего сгорания и электроприводов в поисках самого оптимального варианта гибридного автомобиля. В одних вариантах машина приводится в движение только электромотором, в других — только двигателем внутреннего сгорания. Есть и по-настоящему гибридные варианты, где ДВС и электромоторы могут трудиться попеременно или даже одновременно. Конечно, идеального решения на все случаи жизни не существует.

Принцип работы гибридного автомобиля

Все гибридные машины, которые выпускаются в настоящее время, можно условно разделить на 3 категории, в зависимости от того, как двигатели соединены с колёсами:

  1. Последовательная схема — мотор одного типа питает или запускает мотор другого типа, который и приводит автомобиль в движение.
  2. Параллельная схема — самый простой и дешёвый тип «гибридов», где электромотор и ДВС работают независимо друг от друга.
  3. Последовательно-параллельная схема — каждый тип двигателя может работать в одиночку или в паре с другим типом.

Последовательные «гибриды» часто считаются ненастоящими гибридными автомобилями, что обосновывается принципом их работы. Так, электромотор в них может всего лишь запускать обычный ДВС и поддерживать его, заменяя собой стартер и генератор. Или наоборот — традиционный бензиновый мотор запускает электродвигатель и питает его батарею, а машина движется исключительно на электрической тяге. Впрочем, даже такая схема имеет свои объективные достоинства.

Параллельные и последовательно-параллельные гибридные машины дают большую свободу выбора и больше преимуществ. Первые чаще всего они следуют такому сценарию: в городском режиме и до определённой скорости (например, 60 км/ч) работает исключительно электродвигатель, а ДВС подключается на более высоких скоростях. Вторые используют традиционные и электрические моторы одновременно, при этом динамически распределяют нагрузку на них, в зависимости от дорожной ситуации.

Нужно иметь в виду, что двигатели внутреннего сгорания, которые используются на «гибридах», значительно переработаны по сравнению с обычными автомобилями. Даже на последовательных схемах, где электромотор только запускает ДВС, производители ощутимо меняют настройки электронных блоков управления двигателем. Это делается в угоду основным преимуществам гибридных машин — экологичности и экономичности.

Читайте также: Что такое двигатель Ванкеля и как он работает.

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Сначала стоит обратить внимание на сильные стороны электропривода как такового:

  • очень высокий КПД, доходящий до 90%;
  • мгновенно запускается и останавливается;
  • не требует переключения передач;
  • одинаково работает в обоих направлениях;
  • очень динамичен — быстро разгоняет авто;
  • полное отсутствие шума и грязного выхлопа.

Конечно, в гибридных машинах эти достоинства раскрываются не полностью. Автомобили с последовательной схемой, где электромотор только запускает и поддерживает ДВС, почти полностью лишены всех этих плюсов. Такие «гибриды» могут похвастать лишь быстрым и лёгким запуском, небольшой экономией топлива и чуть улучшенной динамикой. Зато и специфических минусов нет — это, фактически, усовершенствованный вариант традиционного авто.

Намного экономичнее и динамичнее вариант, где ДВС только питает батарею электродвигателя. Для этого не нужна большая мощность, так что можно обойтись двумя или тремя цилиндрами очень небольшого объёма. Такая последовательная схема отлично раскрывает потенциал электропривода. Есть и минусы — такие машины не бесшумны и всё-таки загрязняют природу отработанными газами, хоть и в небольшой степени.

Параллельные и последовательно-параллельные типы «гибридов» очень разнообразно сочетают плюсы и минусы ДВС и электромоторов, в зависимости от конкретных моделей машин и используемых технологий. Например, некоторые автопроизводители делают упор на использование машины в городских условиях. Здесь преимущества езды на электроприводе очевидны:

  • нулевой расход бензина или дизельного топлива;
  • полное отсутствие загрязняющих выбросов;
  • двигатель не порождает шумы и вибрации;
  • не нужно часто переключать режимы КПП;
  • машина может очень быстро разогнаться.

Недостатки гибридных автомобилей почти идентичны таковым у традиционных машин и электромобилей, только выражены не так отчётливо. Прежде всего, это сложность и дороговизна «гибридов», причём они дороги не только в покупке, но и в обслуживании. Электробатареи очень чувствительны к ударам и высоким температурам, что может привести к взрыву и сильному пожару. Бесшумность хода на электротяге опасна для пешеходов, они просто не слышат приближающийся автомобиль.

До сих пор не решены трудности использования электродвигателей в холодном климате с морозными зимами и в условиях бездорожья. Здесь главные плюсы гибридных машин — высокая экономичность и экологичность — чаще всего полностью сходят на нет. Впрочем, даже в холодные зимы «гибриды» вполне неплохо чувствуют себя в городских условиях, которые можно назвать естественной средой их обитания.

Читайте также: Что такое оппозитный двигатель и как он работает.

Автомобиль гибрид. Классификация, история, современный гибрид.

Гибридный автомобиль — транспортное средство, в котором для передвижения используется более одного источника энергии. Самым распространенным на сегодня является гибрид, у которого установлен и ДВС (двигатель внутреннего сгорания), и электропривода. Такое совмещение позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок и позволяет вырабатывать энергию благодаря торможению. Второй вид гибридов совмещает в себе тот же ДВС и двигатели, работающие на сжатом воздухе. На самом деле существует огромное множество гибридных автомобилей, но у всех них есть две основные цели – экономия топлива и снижение количества вредных выбросов.

Читать еще:  Двигатель infiniti g25 характеристики

Принципиальное устройство гибрида

У обычного автомобиля с ДВС очень низкий КПД, он составляет порядка 20-25%, у электромобилей этот показатель колеблется в районе 80-90%. Огромное количество энергии тратиться впустую: нагрев элементов, вращение трансмиссии, механическое трение, торможение и др. Еще одним существенным недостатком является то, что ДВС эффективно работает лишь в маленьком диапазоне оборотов и направление вращения коленчатого вала не может быть реверсировано (для движения назад), поэтому автомобилю с ДВС необходима КПП и сцепление.

Разновидности и классификация гибрида

Из вышесказанного уже становиться понятно, что исполнений гибридных автомобилей по принципу использования электродвигателей очень много. Основными являются:

  • Последовательное исполнение. ДВС механически соединён только с электрогенератором, а тяговый электродвигатель — только с колёсами.
  • Параллельное исполнение. ДВС и электропривод одновременно механически соединены с колёсами с помощью дифференциала. В таком исполнении чаще всего ДВС и электропривода могут работать как по отдельности, так и совместно. Обычно в таких исполнениях присутствует стандартная КПП.
  • Последовательно-параллельное исполнение. ДВС, генератор и электродвигатель механически связаны друг с другом и с колёсами посредством планетарного редуктора. Это позволяет произвольно изменять потоки мощности между этими узлами.

Еще гибриды могут различаться по типу накопителей. У гибридных автомобилей, как правило, накопитель имеет меньшую ёмкость и вес, если сравнивать его с электромобилями. Накопители в гибридах бывают:

  • Электрические. Представлены в виде электрохимических аккумуляторов.
  • Механические. Представлены в виде пневматических аккумуляторов, гидроаккумуляторов с пневматическим накопителем

Некоторые электромобили способны передвигаться без запуска ДВС, то есть в режиме электромобиля. Если автомобиль можно заряжать от посторонней сети, то такой автомобиль называется “подключаемый гибрид”.

История гибрида

Первым гибридным автомобилем считается Lohner-Porsche выпущенный в 1900 году, этот авто вначале был полностью электрическим (как Вы знаете электромобили появились намного раньше привычных с ДВС), но спустя год после его выпуска появилась гибридная версия. На автомобиле были установлены два бензиновых двигателя, которые вращали электрогенераторы, которые в свою очередь подавали электрический ток на электродвигатели в колёсах.

Lohner-Porsche

В Советском Союзе тоже велись разработки по созданию гибридного автомобиля. Так, первым стал грузовик УАЗ-450, разработки по созданию из него гибридного автомобиля велись в 1958 году. Там двигателю внутреннего сгорания помогал маховик, который накапливал кинетическую энергию и в необходимый момент помогал вращать колеса. Такой гибрид позволял экономить до 40% топлива.

УАЗ-450

К сожалению гибриды тех времен не были востребованы, поскольку получались слишком массивны и неремонтопригодными. Это связано с технологиями, на тот период времени уровень техники еще не позволял сделать надёжный, компактный, гибкий и по приемлемой цене привод.

Современный автомобиль гибрид

Наибольшую популярность гибридные автомобили имеют сегодня в США и Канаде, но большинство западных стран так же начинают охотно проявлять интерес к этим автомобилям. Лидером по производству гибридных автомобилей на сегодня является компания Toyota. Эта компания серийно выпускает гибридные автомобили с 1997 года. Отцом всех сегодняшних гибридов принято считать Toyota Prius Hybrid. Современный автомобиль этой модели может похвастаться надежностью, а самое главное расходом топлива – 4 литра на 100 км!

Гибрид Toyota Prius 1997 года

Хотя на западе и растет спрос на гибридные автомобили, ситуация в РФ намного печальнее. По данным на 2018 год, в нашей стране доля гибридных автомобилей составляла меньше 1%, причем большинство из этих автомобилей б/у. Самый популярный гибрид у нас в стране тот же Приус, который поставляли в РФ с 2009 года. Такой маленький процент обусловлен тем, что у нас в стране не развита инфраструктура для таких автомобилей. Нет подзарядных станций, гибрид стоит немного дороже по сравнению с традиционным ДВС, нет автомобилей для среднего класса – стоимость нового гибрида начинается почти от 3 млн. ₽, нет специализированных станций техобслуживания. Все эти недостатки существенно отбивают желание приобрести гибрид в РФ.

Надо сказать, что гибридное будущее однозначно за автомобилями которые можно подзаряжать от внешней сети, именно они дают реальную экономию топлива. Однако, если у автовладельца нет возможности подзаряжать такой автомобиль, то выбор такого авто становиться бессмысленным.

Гибридный спорткар от BMW

С каждым годом гибриды становятся все доступнее. Это связанно с развитием технологий – на сегодня они развиваются просто с бешеной скоростью. Например, на момент написания статьи Toyota выпустила электромобиль с гарантией на батарею в 1 млн. км. Конструкции, которые разрабатываются и устанавливаются в гибриды, с каждым годом становятся всё более производительнее. Связано это с тем, что запас хода на электрической тяге растёт, масса конструкций уменьшается, да и во многих современных гибридах двигатель идет как опция – он никак не связан с колесами автомобиля, а лишь выступает в роли генератора.

Беспроводная зарядка автомобиля

Читать еще:  Что такое бабина на двигатель

Подписывайтесь на наш ЯндексДзен, мы собрали для Вас лучшую коллекцию семейных автомобилей!

Особенности гибридных автомобилей

Вы больше не удивляетесь, видя на улице гибридные автомобили?

Действительно, они давно перестали быть сенсацией. Вот только знаем мы о них слишком мало. Данная статья поможет пролить свет на некоторые вопросы относительно устройства таких авто и особенностей их работы. Как устроен гибридный автомобиль? По сути, это самая обычная машина, силовая установка которой состоит из двух комплектующих – электромотора и обычного движка внутреннего сгорания. Отличаться гибридные автомобили могут по нескольким параметрам.

Система «старт-стоп»

Элементарной формой «гибридизации» является «старт-стоп». Электромотора в таких машинах нет и в помине, но стартер может работать вместо генератора какое-то время.

По сути, энергия подбирается с дороги, а затем идет на перезапуск движка, питание светотехники и электроприборов. Данную технологии используют в своих автомобилях производители Hyundai, Пежо, Mazda и пр.

Автомобили «плаг-ин»

Гибриды plug-in можно отнести к полноценным устройствам, в буквальном смысле слова экономящим топливо. Их движки не только накопляют энергию, но и заставляют колеса вращаться вместе с двигателем внутреннего сгорания. Наиболее совершенные конструкции работают на чистой воды электротяге. Батарея увеличенного объема в паре с мощным электромотором выдают 100 и выше л.с. Типичное звено между обычным авто и полноценным электрическим – автомобили plug-in.

Плаг-ин автомобили питаются от розетки, но это не значит, что все гибриды такие. Есть и те, которые неспособны на это. Их называют полными и умеренными гибридами. Первые способны проехать на электротяге до 4 км, а вот вторые не протянут и метра. Это связано с тем, что умеренные модели накапливают энергию в виде рекуперативного торможения, полные – еще и посредством двигателя, соединенного с электрическим генератором.

Представителем таких гибридов являются многие «Хонды», американские Buick LaCrosse и Шевроле Малибу, BMW АктивныйГибрид 7. Вы удивитесь, но даже Феррари LaFerrari является полноценным умеренным гибридом.

Последовательные гибриды

Данная категория гибридных автомобилей отличается простотой устройства. Представьте себе авто, в котором двигатель не вращает ни одно из колес механическим способом, зато есть бортовой генератор. Его роль исполняет ДВС. К сожалению, эффективность таких решений относительна, потому и купить подобную модель на рынке не так просто.

Первое, что приходит на ум – Вольт с 80-километровым пробегом. Автомобиль полностью ориентирован на электрическое вождение. Если же систему будет питать 1,5 литровый движок внутреннего сгорания, можно проехать куда больше – 676 км.

Параллельные гибриды (мотор между ДВС и КПП)

Следующий вариант гибрида подразумевает жесткую связь мотора с колесами. Будучи встроенным в КПП, ДВС не нарушает общую компоновку. Такую схему принято считать параллельной, поскольку одновременно работают два мотора.

Водитель выбирает режим, в котором ему комфортно ехать:

  1. Бензиновый мотор вместе с электродвижком вращают колеса.
  2. Электродвигатель работает как генератор и накопляет энергию «на черный день».

Примером интеграции электрического мотора в коробку передач может служить авто Фольксваген Golf GTE.

Параллельные гибриды (мотор отдельно от ДВС и КПП)

Большинство электро-бензиновых автомобилей Тойота и Lexus являются параллельными гибридами. Электрический мотор у них не сблокирован с КПП и движком. Конструкция сложная и вместе с тем очень эффективная. Ведь помимо батареи и электрики, имеется двигатель внутреннего сгорания, два электромотора.

Объединяет их планетарная передача (особая конструкция из осей и шестерен, объединяющая и преобразующая крутящий момент). Один электромотор представляет собой 2 в 1 (стартер и генератор), второй рекуперирует электричество при замедлении. Классическая трансмиссия заменена планетарной передачей, а силовые модули контролирует электроника.

Несколько упрощенную схему того, что придумала Toyota, используют автомобили Volvo и Peugeot. Над передней осью трудится турбодизель, за работу задней отвечает электродвигатель. Если возникла необходимость, гибрид начинает функционировать как последовательно-параллельный, тогда как авто является заднеприводным.

Необычный BMW i8

Футуристичный суперкар от BMW работает по схожему принципу. Бензиновая установка с АКПП и генератором у него находится сзади, тогда как тяговый электродвижок – на передней оси. Благодаря вращению оси через 2-ступенчатую коробку передач, BMW i8 может достигать 120 км/час на одной тяге.

Какой гибрид лучше?

Можно с уверенностью сказать, что будущее за машинами формата plug-in. Хотя бы потому что они ощутимо экономят топливо. Однако стоит понимать, что вам придется обеспечить такое транспортное средство хорошей зарядной инфраструктурой. Если это невозможно, выгоднее сделать выбор в пользу обычного полного гибрида.

Умеренные гибриды – давно вымирающий вид. Кому нужен автомобиль, который без участия ДВС и двигаться неспособен? А вот у микрогибридов светлое будущее также есть. Если сопоставить затраты и достигаемый эффект, получается весьма заманчивая картинка.

Завершение гибрида электро-дизеля Peugeot 508 RXH

Как будет выглядеть первый электромобиль Mazda?

Hyundai намерен обскакать Toyota Prius

8-местный Toyota Highlander представлен официально

Новый Hyundai Ioniq 2020: обновленный дизайн, большой запас хода

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector