Что Такое Гибридный Двигатель На Автомобиле



что такое гибридный двигатель на автомобиле

Что такое гибридный автомобиль

В последнее время все чаще можно услышать о гибридных автомобилях, которые быстро завоевывают популярность и любовь среди автолюбителей. В этой статье мы расскажем, что такое гибридный автомобиль и в чем его особенности.

На самом деле, гибридный автомобиль представляет собой удачное совмещение обыкновенного легкового автомобиля, работающего на двигателе внутреннего сгорания и на электродвигателе. Принцип работы гибридного автомобиля выглядит следующим образом: в автомобиль, кроме обыкновенного двигателя, устанавливается дополнительная аккумуляторная батарея и электромотор. Пока работает обыкновенный двигатель, от крутящего момента ДВС (двигатель внутреннего сгорания) заряжается батарея электродвигателя. Примечательно, что гибридный автомобиль может работать только на электричестве, только на топливе, а также во время работы обоих двигателей. Однако следует учитывать, что скорость движения при работе только электродвигателя имеет ограничения в пределах емкости аккумулятора и составляет, как правило, 200-250 км.

Особенности гибридных авто

Сегодня за производство гибридных автомобилей взялись многие крупные мировые производители, однако лишь японские автопроизводители «Хонда», «Лексус», «Мицубиши» смогли отличиться наибольшими успехами в данной области.

Проведенные исследования показали, что автомобиль, работа которого осуществляется на смешанной силовой установке, потребляет несколько меньшее количество горючего, приходящегося на 100 километров пробега. Количество потребляемого топлива в городском режиме может колебаться от 3,5 литров до 7 литров, в большей степени это зависит от марки, модели и мощности установленного в «гибриде» двигателя. Смысл гибридного автомобиля заключается в том, что здесь используется силовая установка, призванная обеспечить экономию, кроме этого активно используется энергия, расходуемая на торможение.

Гибридные автомобили обладают рядом преимуществ, основным из которых можно назвать обеспечение выбросов в окружающую среду токсических веществ меньше в 20 раз. Данное преимущество обеспечивается тем, что в автомобиле устанавливается бортовой компьютер, который следит за тем, в каком режиме работает двигатель. Если автомобиль медленно движется в городских условиях, то бензиновый двигатель отключается. Продолжается движение уже на гибридной силовой установке. В настоящее время лишь гибридные автомобили способны удовлетворить тем требованиям Евро-5, которые регламентируют количество и токсичность выбрасываемых в окружающую среду вредных веществ. Уже в ближайшем будущем планируется, что их сменят чистые электромобили, однако здесь весь вопрос заключается в емкости батареи, которая постоянно претерпевает изменения и модернизируется. К тому же эти батареи трудно назвать совершенными. Отдельными исследователями уже не первый год разрабатывается водородный двигатель, решаются проблемы его использования – именно этот двигатель может стать абсолютно безопасным для экологии, однако ученые не могут продвинуться дальше опытных образцов.

Сегодня существует два варианта гибридных силовых установок – параллельная и последовательная. Отметим, что обе системы обладают одинаковыми способами зарядки АКБ, однако существуют некоторые различия в работе самих двигателей. К примеру, у параллельного гибридного автомобиля электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания могут работать автономно друг от друга, а это можно назвать большим плюсом.

Но гибридный автомобиль все же является автомобилем, а это означает только то, что он, также как и обыкновенный автомобиль, нуждается в правильном к нему отношении, регулярном уходе, подготовке к зимнему периоду – в таком случае автомобиль прослужит своему хозяину долго и верно.

Что такое гибриды?

Появление гибридных автомобилей продиктовано временем. Растущие цены на топливо, забота об экологии и желание людей ездить на современном и удобном автомобиле стимулирует производителей искать пути для полного или частичного отказа от неэкономичного и неэкологичного бензинового двигателя.

Крупнейшие мировые автопроизводители ведут разработки электромобилей, в которых источником энергии служат топливные элементы или обычные батареи, заряжаемые от сети.

Гибридный автомобиль #8212 это компромисс, это объединение бензинового и электрического привода в одной машине. Для использования гибрида не нужно развивать инфраструктуру: он заправляется на обычной АЗС.

Бензиновый двигатель #8212 источник энергии. Он приводит в движение автомобиль и одновременно позволяет вырабатывать электрическую энергию.

Электрический мотор добавляет усилие для обеспечения динамики – у него максимальный крутящий момент на низких оборотах.

«Лишняя» энергия накапливается в батарее, когда в ней нет нужды или при торможении и может быть использована тогда, когда это нужно.

Гибридный привод управляется специальным контроллером, так что водителю не надо думать о том, как заряжена батарея и когда можно использовать электромотор для движения. Все режимы включаются автоматически.

Гибриды бывают последовательные #8212 когда двигатель крутит генератор, а электроэнергия с генератора используется для движения. По такому принципу работают большие карьерные самосвалы, морские суда – дизельэлектроходы, некоторые бульдозеры и подъемные краны. Накопительные батареи на таких машинах отсутствуют.

Параллельные гибриды имеют электромотор-генератор на первичном валу коробки передач #8212 там, где у обычных автомобилей расположен маховик. При замедлении автомобиля энергия рекуперируется (запасается в батарее), а за счет энергии, запасенной в батарее, электромотор помогает бензиновому двигателю разгонять машину. КПП в таких автомобилях может быть и ручная.

Гибридный привод компании Toyota не относится ни к параллельному, ни к последовательному типу. Такая конструкция на основе планетарной передачи открыла широкие возможности для построения экономичного, экологичного и динамичного автомобиля- вот три кита, на которых основан успех автомобиля Prius и его «младших братьев».

СЕРИЙНЫЕ ГИБРИДЫ

Гибридные автомобили серийно выпускаются с 1997 года.

Первенец- это автомобиль Toyota Prius в кузове NHW-10 (седан), сначала был выпущен для внутреннего рынка Японии.

В 2000 году эта модель была серьезно переработанаувеличена мощность двигателя, применена новая батарея (кузов NHW-11, внешне они очень похожи на NHW-10). Этот автомобиль имел большой успех в США. В сентябре 2003 года Тойота выпустила Prius-II (кузов NHW-20), с тех пор он постоянно модернизируется.

Кроме модели Prius Toyota производит гибридные минивэны Alphard и Estima, джипы Highlander и Lexus RX400h, седаны Camry и Lexus LS450h. В прессе было сообщение о появлении модели Lexus GC600h. Если видите букву h в модели автомобиля Lexus #8212 перед вами гибрид.

Компания Toyota объявила о намерении к 2010 году иметь для каждой выпускаемой модели автомобилей гибридный вариант. Весной 2007 года на Женевском автосалоне был показан концепт нового автомобиля Prius Hybrid-X.

Параллельные гибриды серийно выпускает Honda (модели Insight и Civic), а также американская компания GM.

Большинство гибридных автомобилей на российском рынке #8212 это японские праворульные машины. Но в последнее время появились автомобили Prius из Америки и Европы с левым расположением руля. До последнего времени все они выпускались на заводах в Японии.

Рис. Экран монитора Prius II в режиме контроля за потоками энергии. Показан режим рекуперации #8212 сохранения энергии при торможении автомобиля. (За бортом -13F =-25 C)

Количество гибридных автомобилей на улицах Москвы постоянно увеличивается. Сибирь, Дальний Восток, Урал также стремительно гибридизируются. И причина не только в том, что хочется ездить на современном и «умном» автомобиле. Реальная «стоимость владения» гибридом значительно ниже, чем обычным автомобилем такого же класса. Меньше расходов на бензин, меньше транспортный налог и ОСАГО, меньше проблем с ремонтом (поскольку автомобиль устроен проще, чем обычный, электроника надёжнее, чем механика, да и компьютерная диагностика позволяет точно определить неисправность, если уж она возникла). Но при этом ездит он как двухлитровый!

Принцип работы гибридного двигателя на автомобиле

Автомобиль с гибридным двигателем это не новое изобретение. Первый шаг в направлении создания гибридных транспортных средств, был сделан в 1665, когда Фердинанд Verbiest, Иезуитский священник, начал работу над планами постройки простых четырех колесных транспортных средств, которые могли бы работать на пару или конной тяге. Первые автомобили с гибридным двигателем появились на рубеже XIX—XX-го веков. Более того, некоторым разработчикам удалось перейти от проектов к мелкосерийному производству. Начиная с 1897 года и на протяжении 10 последующих лет, французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила партию электромобилей и машин с гибридными двигателями. В 1900 году General Electric сконструировала гибридный автомобиль с 4-цилиндровым бензиновым мотором. А с конвейера Walker Vehicle Company of Chicago гибридные грузовики сходили до 1940 года.

Конечно все это были только прототипы и мелкосерийные автомобили. Однако сейчас острый недостаток нефти и экономический кризис подхлестнули разработку гибридных двигателей. А теперь давайте подробно разберемся что такое гибридный двигатель и какой от него толк? Гибридный двигатель - это система из двух двигателей -электрического и бензинового. В зависимости от режимов работы может включатся и бензиновый и электрический одновременно или по отдельности. Этот процесс управляется мощным компьютером, который принимает решение, что щас должно работать.Так при передвижении по трассам включается бензиновый двигатель, так как аккумулятора на трассе на долго не хватит. Если автомобиль двигается в городском режиме, то тут уже используется электродвигатель, при разгоне или больших нагрузках работают оба. Пока работает бензиновый двигатель заряжается аккумулятор. Такой двигатель даже с учётом того, что в системе используется бензиновый двигатель, позволяет сократить вредные выбросы в атмосферу на 90% и при этом существенно снижается потребление бензина в городе(на трассе работает только бензиновый двигатель, поэтому там экономии нету).

Начнем с того, как автомобиль трогается с места. При начале движения и на малых скоростях задействованы только аккумуляторная батарея и электродвигатели. Энергия, запасенная в батарее, поступает в энергетический центр, который, в свою очередь, направляет ее к электромоторам, заставляющим автомобиль плавно и бесшумно тронуться с места. После набора скорости к работе подключается двигатель внутреннего сгорания, и момент на ведущие колеса поступает одновременно от электродвигателей и ДВС. При этом часть энергии ДВС поступает к генератору, и теперь уже он питает электродвигатели, а излишки своей энергии отдает аккумуляторной батарее, утратившей часть запаса энергии в начале движения. При движении в нормальном режиме автоматически используется только передний привод, во всех остальных — полный. В режиме разгона момент на колеса поступает в основном от бензинового двигателя, а электромоторы при необходимости увеличения динамики дополняют ДВС. Один из самых интересных моментов — торможение. Электронные мозги автомобиля сами решают, когда нужно задействовать гидравлическую тормозную систему, а когда рекуперативное торможение, отдавая предпочтение последнему. То есть в момент нажатия педали тормоза они переводят электродвигатели в генераторный режим работы, и те создают тормозной момент на колесах, вырабатывая электроэнергию и подпитывая через энергетический центр аккумуляторную батарею. В этом и заключается изюминка гибрида .

В классических автомобилях энергия торможения теряется полностью, уходя как тепло через тормозные диски и другие детали. Использование энергии торможения особенно эффективно в городских условиях, когда приходится часто тормозить на светофорах. Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM) объединяет и управляет работой всех систем активной безопасности.

Одним из первых удачных автомобилей оснащённых гибридным двигателем, который пошёл в массы стал разработанный компанией Toyota Toyota Prius , расходующий 3,2 литра бензина на 100 км (в городе). Также компания Toyota выпустила и внедорожник с гибридным двигателем Lexus RX400h.Стоимость такого автомобиля в зависимости от комплектации колеблется от 68 до 77 тыс. долларов. Следует заметить тот факт, что первые версии Toyota Prius уступали автомобилям такого же класса и в скорости и в мощности, а вот Lexus RX400h уже не уступает своим одноклассникам ни в скорости ни в мощности.

Ведущие автомобильные концерны мира, так же обратили своё внимание на гибридные двигатели, как на решение проблемы экономии топлива и загрязнения окружающей среды. Так компания Volvo Group объявила о создании гибридного двигателя для грузовиков, тягачей, полуприцепов и автобусов. Разработчики компании рассчитывают на то, что их детище позволит получить 35% экономию топлива.

При всём при этом надо сказать, что гибридные автомобили на Ура , пока что, пошли только в Северной Америке(Канада и США). И в Америке же всё больше на них растёт спрос, так как там до последних лет были популярны автомобили, которые потребляли много топлива, а так как топливо резко и круто начало дорожать американцы резко задумались об его экономии и как решение проблемы начали использовать именно автомобили с гибридными двигателями. В Европе к появлению гибридных двигателей отнеслись спокойно, так как там у них рулит экономный и более экологичный, чем бензиновый двигатель, старый добрый дизель. В отличии от США более 50% машин в Европе оснащены дизелями. К тому же дизельные автомобили дешевле гибридных, проще и надёжнее. Ведь всем известно, чем сложнее система, тем она менее надёжна! И вот именно из-за своей сложности и капризности, гибридных автомобилей практически нет на постсоветском пространстве. Официальные дилеры их сюда не завозят. И любой владелец такого авто у нас неминуемо столкнётся с проблемой СТО. Нет у нас СТО, которые бы занимались бы гибридными автомобилями. А уж сам такую машинку не починишь!

Источники: http://www.krugsovetov.ru/chto-takoe-gibridnyij-avtomobil, http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/chto-takoe-gibridy/, http://smolmotor.ru/info/advices/5177/18672/






Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением