Двигатель гибрид что это: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Гибридные автомобили: польза для окружающей среды

В мире существует два основных вида гибридных автомобилей: параллельные и серийные. Первый имеет как двигатель внутреннего сгорания, так и батареи для электромотора. Автомобилем управляет небольшой бензиновый двигатель и когда требуется дополнительная мощность — подключается электрический. Такая система необходима для увеличения скорости.


У серийных гибридов, с другой стороны, имеется генератор, который приводится в действие двигателем внутреннего сгорания. Этот генератор заряжает батареи и затем дает мощность электромотору. Бензиновый двигатель не может завести автомобиль самостоятельно. Это может случиться, если вы захотите завести ваше авто именно так. Все остальное время машина заводится с помощью электродвигателя. Пробег вашего автомобиля и дальность покрытого им расстояния будет лучше, если большую часть времени вы ездите на электричестве.

Расход топлива в гибридных автомобилях ниже, чем в обычных машинах. Они экономнее потребляют бензин, тем самым увеличивая свой пробег на 20 — 30 миль на 1 галлон. Также в гибридных автомобилях автоматически отключается двигатель, когда вы останавливаетесь. Выжимая педаль газа, вы его включаете. Таким образом, экономится довольно много топлива. Двигатель внутреннего сгорания также начинает заряжать батареи самостоятельно, когда у них низкий уровень мощности.

Экономное потребление бензина позволяет уменьшить вред, наносимый окружающей среде. Гибридные транспортные средства не выделяют столько же выхлопов сколько стандартные автомобили. Эмиссия углекислого газа также намного меньше. Это является очень положительным фактом, поскольку много ученых считают CO2 причиной глобального потепления.

Основные составные части гибридных автомобилей

Двигатель внутреннего сгорания. Меньше и эффективнее по сравнению с традиционными автомобилями.


Топливный бак. Он также немного меньше, потому что для гибридных машин не требуется много топлива.

Электродвигатель. Он действует и как генератор и как двигатель. Во втором случае, он собирает накопленную энергию из батарей для ускорения автомобиля путем увеличения мощности. Когда вы замедляетесь, энергия передается обратно в батареи. После этого они автоматически перезаряжаются.

Батареи. Они требуются для приведения в действие электродвигателя.

Трансмиссия. Нужна для продвижения транспортного средства вперед точно так же, как и в традиционных машинах.

Энергия поступает в батарею от электродвигателя. Когда вы нажимаете педаль тормоза, энергия передается с двигателя на батарею снова. Это называют рекуперативным (регенеративным) торможением. У батарей ограниченный срок службы, поэтому необходимо регулярно их перезаряжать и правильно эксплуатировать.

Мифы и реальность о гибридах и электромобилях.

Здесь приводим полезную практическую информацию об особенностях эксплуатации гибридов и электромобилей, которая призвана развеять некоторые мифы и опасения потенциальных покупателей экомобилей.

Ведь, как правило, при недостатке информации, возникают мифы, которые тормозят дальнейший рост рынка электромобилей и гибридных авто. А недостаток информации есть, потому что всего несколько лет назад такие автомобили на украинском рынке были в диковинку.

Электромобили.

На сегодняшний день электромобили в Украине переживают лавинообразный рост популярности. Благодаря многим компаниям, частным энтузиастам, и счастливым владельцам, правдивой информации об электромобилях в открытых источниках становится все больше, а мифов все меньше. Простота технического устройства электромобиля, дешевизна обслуживания и удовольствие от вождения теперь всем известны «в теории», и многие уже испытали это на практике.

Гибридные автомобили

С гибридами дело обстоит иначе, есть много информационных «белых пятен» и для их заполнения рассмотрим эту тему более подробно. Причем большая часть изложенной информации проверена нами в ходе длительной эксплуатации и сервиса гибридных автомобилей.

Немного истории. Современные гибриды разработали японцы в девяностых годах. Пионерами в этом были Toyota и Honda. Именно эти компании и доминируют на рынке гибридов. Тойота разработала и успешно реализовала проект «Prius», c гибридной силовой установкой Hydrid Sinergy Drive принципы которой легли в основу всех других гибридов от Тойоты: Auris, Yaris, Camry, Highlander, и гибридов Lexus. Тойотовские так называемые «полные» гибриды оказались самыми удачными и чрезвычайно надежными. На 2014г. Toyota/Lexus занимала около 70% рынка гибридных автомобилей. Хонда со своей менее удачной, но дешевой, так называемой, «мягкой», или «умеренной» гибридной системой заняла второе место: около 15% рынка. На третьем месте — Форд, купивший патенты Тойоты: 8% рынка. Остальные 7% рынка занимали другие производители, большинство из которых в прошлом десятилетии выбрало позицию осторожного наблюдателя. В настоящее время ситуация быстро меняется, потому что сегодня уже все автопроизводители запускают программу перехода производства от автомобилей с ДВС к электромобилям и гибридам.

Теперь развеем некоторые мифы о гибридных автомобилях. Если Вы еще мало знакомы с гибридами – приготовьтесь! Вас ждут открытия!

Миф 1. Гибрид намного сложнее бензинового автомобиля. Этот миф вытекает из простой логики: два двигателя, плюс устройство, которое объединит крутящие моменты от двигателей и передаст их на колеса. Еще надо чтобы это же устройство работало и в обратную сторону, передавая энергию торможения в батарею. И все это надо согласовать, увязать и настроить, чтобы все работало как часы. Значит по итогу получится нечто, примерно в три раза более сложное, чем бензиновая машина. Но это не так. Потому что Тойотовские инженеры нашли изящное и гениально простое решение. Они выбросили сцепление и коробку передач а вместо них установили обычный планетарный механизм (дифференциал). Если Вы мало знакомы с механикой – объясню «на пальцах». Дифференциал состоит из большой шестерни, малой шестерни и водила с сателлитами. Это — простое устройство, в котором на порядок меньше деталей, чем в коробке передач со сцеплением. Дифференциал имеет три точки подключения крутящего момента и может его плавно распределять между этими точками. К одной точке подключен бензиновый двигатель, к другой – электрический мотор-генератор, к третьей — колеса и второй электромотор. Электроника «дирижирует» всеми процессами, регулируя обороты двигателей, нагрузку на мотор-генератор и плавно распределяя крутящие моменты. В итоге получилась бесступенчатая трансмиссия (ECVT), которая механически на порядок (т.е. в раз десять!) проще трансмиссии обычного бензинового двигателя! Применены также и другие упрощения конструкции, например, отсутствует стартер, электрические мотор-генераторы встраиваются в маховик ДВС (Хонда), в корпус дифференциала и т.п. В результате механически гибрид намного проще обычного автомобиля с ДВС, а вся сложность гибрида переместилась в программное обеспечение, которое прошито в надежные японские электронные «мозги» машины.

Миф 2. Надежность гибрида меньше, чем у бензинового автомобиля. Это не так. Гибриды потрясающе надежны! Toyota Prius многие годы занимает ведущие места в рейтингах надежности. Вообще надежность обусловлена как принципами работы гибрида, так и конкретной технической реализацией автопроизводителем. Тут надо отметить следующее:

— ДВС у большинства гибридов дефорсирован и работает по более «мягкому» циклу Аткинсона (точнее, по его упрощенному аналогу, называемому циклом Миллера), что увеличивает его ресурс, надежность и экономичность.

— ДВС у гибрида работает в режиме, близком к идеальному. Идеальный режим ДВС – это работа на постоянных оборотах. У обычного автомобиля обороты двигателя постоянно меняются, причем на разгоне это происходит под полной нагрузкой. Это вызывает износ ДВС. У гибрида ДВС не связан напрямую с колесами и скорость машины не имеет прямой зависимости от его оборотов. Эта особенность немного шокирует при первой поездке на полном гибриде. Если Вы резко нажмёте педаль акселератора, ДВС в течение секунды наберёт обороты до определенного уровня, а машина при этом не реагирует, но зато потом начинает впечатляюще ускоряться, равномерно без провалов и переключений. Таким образом, даже во время разгона, ДВС гибрида работает на постоянных оборотах, а ускорение обеспечивается распределением крутящего момента в дифференциале. Такой режим ДВС делает его практически «неубиваемым».

— Трансмиссия гибрида на порядок проще, чем у обычного автомобиля (см. Миф 1). Она управляется бортовым компьютером по проводам, а не механически посредством множества сложных механических и гидравлических элементов. Поэтому надежность трансмиссии гибрида на порядок выше, чем у обычного автомобиля.

— Производители гибридов, особенно Toyota, заложили в свои машины огромный ресурс надежности. Я удивляюсь, что мой 13-летний Haighlander не имеет признаков износа батареи и не требует серьезных ремонтов. Удивляюсь, как элементы батареи при ёмкости 6,5Ач выдерживают ток заряда 100А при рекуперации. Ведь это превышает 15с ! Удивляюсь, как ДВС выдержал частую интенсивную работу с половинным уровнем антифриза в системе (это отдельная история). Мой компаньон удивляется безупречным состоянием батареи его Ford Escape с пробегом 600 тыс.км.

Подытожив всю информацию по данному мифу, делаем вывод, что гибриды гораздо надежнее обычных автомобилей с ДВС, особенно в тяжелых городских условиях эксплуатации, а «попасть» на дорогостоящую замену высоковольтной батареи намного менее вероятно, чем на дорогостоящий ремонт современного дизеля! Поэтому никаких «динозавров»! Только гибрид, или электромобиль!

Миф 3. Гибрид не так экономичен, как заявлено производителями. На самом деле заявленная экономичность достижима. Производители любых машин всегда указывают расход полностью прогретого автомобиля в идеальных условиях, которые достигаются не всегда. Кроме того, у гибрида есть некоторые особенности. По причине высокой тепловой эффективности двигателя гибрида, он прогревается дольше. В холодное время года экономия начинается после примерно 10км.пробега. Если машина зимой используется для редких коротких поездок – Вы будете разочарованы высоким расходом топлива. Во-вторых, для максимальной экономичности температура батареи должна находится в определенных пределах. При слишком холодной и слишком горячей батарее компьютер ограничивает токи заряда и разряда батареи, что снижает экономию. Если температура воздуха ниже -5 градусов или выше +25 градусов, то автомобиль будет иметь повышенный расход, пока батарея нагревается или охлаждается. Наконец, для максимальной экономии, водителю гибрида следует освоить правильный стиль еды: быстро набирать скорость, а затем поддерживать равномерное движение, нежно управляя педалью газа.

Миф 4. На трассе гибрид бесполезен, т.к. не дает экономии. Это не так. Точнее, это так только если из реальной поездки «вырезать» и рассматривать участок с абсолютно равномерным движением. На самом же деле во время поездки по-любому приходится и газ сбросить, и притормозить. Хотя при движении за городом рекуперация происходит гораздо реже, чем в городе, зато перепад скоростей выше, и поэтому энергии в батарею собирается немало. Легкое прикосновение к педали тормоза на скорости 90 км/ч на моем Хайлендере вызывает зашкаливание стрелки рекуперации. Затем, когда я равномерно еду на круиз-контроле, в какой-то момент неожиданно наблюдаю снижение расхода топлива на 30…50%. Смотрю на дисплей и вижу, что батарея отдает накопленную энергию электромотору. Экономия есть и на трассе.

Миф 4. Гибрид плохо переносит зиму. Нисколько! Исправные гибриды в мороз проблем не испытывают. Важно только следить за уровнем заряда высоковольтной батареи перед парковкой. Он должен быть не ниже 70%. В противном случае ставите в режим паркинга, выключаете все потребители и пару минут подзаряжаете батарею работающим двигателем. Если гибрид утром не завелся, то чаще всего виноват малый аккумулятор 12V. Он имеет небольшую ёмкость и может замерзнуть. Но зато его легко можно «прикурить» от соседней машины, работающей на холостом ходу. После запуска надо дать двигателю несколько минут поработать для прогрева и заряда высоковольтной батареи и малого аккумулятора. Владельцу гибрида обязательно надо учитывать, что высоковольтная батарея плохо переносит длительный простой машины. И если летом рекомендуется для ее подзаряда заводить двигатель минимум раз в два – три месяца, то в морозы – раз в две – три недели. Иначе она разрядится ниже критического уровня и для ее оживления потребуется ее снятие и реанимация в специализированной СТО. Следует заметить, что длительный простой батарея Хонды переносит несколько лучше, чем батарея Тойоты.

Миф 5. Гибрид требует более частого и более дорогого ТО. Наоборот! Тормозные колодки изнашиваются только после 100 — 150 тыс.км. пробега, потому что работают мало по причине частого рекуперативного торможения. ДВС гибрида используется в более простом и экономичном режиме, чем ДВС обычного автомобиля, поэтому он менее критичен к техобслуживанию. Конечно, для долгой надежной работы машины надо соблюдать все регламенты и следить за уровнями технических жидкостей. Особенно это касается сроков замены тормозной жидкости, антифриза и масла в трансмиссии. Последние две жидкости для гибрида – специальные. Масло для кондиционера тоже должно быть специальным. Поэтому дозаправку кондиционера лучше делать в специализированной мастерской или у мастеров, знающих эти особенности.

И завершаем эту статью БОНУСОМ, который Вы получаете при эксплуатации гибрида: УДОВОЛЬСТВИЕ ОТ ЕЗДЫ! По этому показателю лучше гибрида – только хороший электромобиль. На гибриде Вы сможете наслаждаться мощным равномерным ускорением на старте. Никаких дерганий и переключений, как у обычной машины с коробкой-автомат! Кстати, многие производители суперкаров, например, Porsche, начинают оснащать свои детища гибридными установками не для экономии топлива, а чисто с целью улучшить ускорение и усилить удовольствие от вождения! В общем, если Вы любите на светофоре быть первым, то гибрид – это для Вас! А если сразу после активного старта Вы увидите впереди мигающий зеленый, не разочаровывайтесь! Спокойно тормозите, заряжайте батарею и получайте удовольствие от того, что Ваши кровные не улетели в выхлопную трубу, как у обычных машин, а аккуратно «собираются» Вашим гибридом в аккумулятор!

Пусть Бог хранит Вас на дорогах!

Гибридный двигатель

Автор admin На чтение 7 мин Просмотров 3.4к.

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.


Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.


Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid


По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.


Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:
  • ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
  • нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
  • не нужно сцепление и коробка передач;
  • автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

  1. потери энергии в процессе преобразований;
  2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.


Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).


Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Мне нравится1Не нравится
Что еще стоит почитать

Двигатель гибрид что это такое

— Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой — экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение — геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов «черного золота». Одним из вариантов решения этой проблемы являются гибридные силовые установки, состоящие из обычного ДВС и электродвигателя. В отличие от электромобилей и автомобилей на топливных элементах, которые все еще остаются «автомобилями будущего», гибриды уже с 1997 года выпускаются серийно.

— Давайте сравним автомобиль с обычным ДВС и электромобиль. Обыкновенный автомобиль способен проехать без дозаправки четыре-пять сотен километров и при этом отравить атмосферу некоторым объёмом вредных веществ. Заправочных станций предостаточно в любом регионе, и пополнить запасы топлива можно за считанные минуты. Электромобиль может проехать на одном заряде батарей порядка 80-160 км. Он экологически чист, бесшумен и практически безупречен до того момента, пока не наступает очередь подзарядки аккумуляторов. У существующих в наше время «электрических» машин этот процесс длится несколько часов.
Гибридные автомобили берут все лучшее от обоих моторов: ДВС и электрического. Достоинство первого – в удобном энергоносителе, жидком топливе, а второго – в выдающихся моментных характеристиках. В отличие от ДВС, электромотор не нужно заводить и «раскручивать». Он может «стоять и ждать» не потребляя энергии. Но как только дали ток – сразу получили максимальную тягу на колесах. Электродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания в режиме частых стартов и стопов (т.е., при езде в городском цикле). Двигатель внутреннего сгорания, наоборот, более эффективен на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах.
В гибриде оба двигателя работают друг на друга. ДВС крутит генератор и питает энергией электромотор. Тот, в свою очередь, позволяет ДВС работать без резких разгонных нагрузок, в наиболее благоприятных режимах. Практически все современные гибриды имеют систему рекуперации или, по-русски, «возврата энергии». Суть ее в том, что при торможении или при движении машины накатом, электродвигатели начинают крутиться от колес и работать как генераторы, заряжая батарею. Отсюда – меньший износ, экологичность и экономичность (особенно в городском цикле.)
Итак, перед нами технологичный прогрессивный автомобиль, в котором нивелируются недостатки и объединяются достоинства двух моторов. Но., рано хлопать в ладоши, и послушаем, что говорят скептики.

— Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, не любят морозов, подвержены саморазряду, срок службы их ограничен несколькими годами. А «экономность» гибрида прямо связана с состоянием АКБ. Кроме того, существует проблема утилизации отработанных батарей. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт возьмется далеко не каждый. Кроме того, высокую экологичность и экономичность гибридов многие тоже ставят под сомнение. Так, ряд тестов, проведенных авторитетными автомобильными изданиями, показал, что гибриды дают заметную экономию топлива только в городе, при движении же в смешанном цикле незначительно, а за городом существенно проигрывают современным дизелям. Почетное звание «Самый экологичный автомобиль года» в 2007 и 2008 годах присуждалось также автомобилям с дизельными моторами.
Рассмотрим подробнее, какими бывают и как устроены гибриды.
По степени гибридизации их делят на «умеренные», «полные» и plug-in. «Полный» в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умеренный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется дополнительная мощность. Гибрид с подзарядкой (plug-in hybrid) — такой гибрид можно включать в розетку для подзарядки. В результате обладатель подобного гибрида получает все преимущества электрического автомобиля, без самого большого недостатка: ограниченного пробега на одном заряде. Когда электрический заряд заканчивается, подключается ДВС и автомобиль превращается в обычный гибрид.
По принципу взаимодействия электрической и топливной составляющих авто, гибридные приводы принято разделять на три вида: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный.

— Это — самая простая гибридная конфигурация. ДВС используется только для привода генератора, а вырабатываемая последним электроэнергия заряжает аккумуляторную батарею и питает электродвигатель, который и вращает ведущие колеса. Это избавляет от необходимости в коробке передач и сцеплении. Для подзарядки аккумулятора также используется рекуперативное торможение. Свое название схема получила потому, что поток мощности поступает на ведущие колеса, проходя ряд последовательных преобразований. От механической энергии, вырабатываемой ДВС в электрическую, вырабатываемую генератором, и опять в механическую. При этом часть энергии неизбежно теряется. Последовательный гибрид позволяет использовать ДВС малой мощности, причем он постоянно работает в диапазоне максимального КПД, или же его можно совсем отключить. При отключении ДВС электродвигатель и батарея в состоянии обеспечить необходимую мощность для движения. Поэтому они, в отличие от ДВС, должны быть более мощными, а, значит, они имеют и большую стоимость. Наиболее эффективна последовательная схема при движении в режиме частых остановок, торможений и ускорений, движении на низкой скорости, т.е. в городе. Поэтому используют ее в городских автобусах и других видах городского транспорта. По такому принципу работают также большие карьерные самосвалы, где необходимо передать большой крутящий момент на колеса, и не требуются высокие скорости движения.

— Здесь ведущие колеса приводятся в движение и ДВС, и электродвигателем (который должен быть обратимым, т.е. может работать в качестве генератора). Для их согласованной параллельной работы используется компьютерное управление. При этом сохраняется необходимость в обычной трансмиссии, и двигателю приходится работать в неэффективных переходных режимах. Момент, поступающий от двух источников, распределяется в зависимости от условий движения: в переходных режимах (старт, ускорение) в помощь ДВС подключается электродвигатель, а в устоявшихся режимах и при торможении он работает как генератор, заряжая аккумулятор. Таким образом, в параллельных гибридах большую часть времени работает ДВС, а электродвигатель используется для помощи ему. Поэтому параллельные гибриды могут использовать меньшую аккумуляторную батарею, по сравнению с последовательными. Так как ДВС непосредственно связан с колесами, то и потери мощности значительно меньше, чем в последовательном гибриде. Подобная конструкция достаточно проста, но ее недостатком является то, что обратимая машина параллельного гибрида не может одновременно приводить в движение колеса и заряжать батарею. Параллельные гибриды эффективны на шоссе, но малоэффективны в городе. Несмотря на простоту реализации этой схемы, она не позволяет значительно улучшить как экологические параметры, так и эффективность использования ДВС.

— Приверженцем такой схемы гибридов является компания «Хонда». Их гибридная система получила название Integrated Motor Assist (Интегрированный помощник двигателя). Она предусматривает, прежде всего, создание бензинового двигателя с увеличенным к.п.д. И только тогда, когда двигателю становится трудно, на помощь ему должен приходить электрический мотор. В этом случае система не требует сложного и дорогостоящего силового блока управления, и, следовательно, себестоимость такого автомобиля оказывается ниже. Система IMA состоит из бензинового двигателя (который предоставляет основной ресурс мощности), электромотора, который предоставляет дополнительную мощность и дополнительной батареи для электромотора. Когда автомобиль с обычным бензиновым двигателем замедляется, его кинетическая энергия гасится сопротивлением мотора (торможение двигателем) или рассеивается в виде тепла при нагреве тормозных дисков и барабанов. Автомобиль с системой IMA начинает тормозить электромотором. Таким образом, электромотор работает как генератор, вырабатывая электричество. Сохранённая при торможении энергия запасается в батарее. И когда автомобиль вновь начнёт ускоряться, батарея отдаст всю накопленную энергию на раскрутку электромотора, который снова перейдёт на свои тяговые функции. А расход бензина уменьшится ровно настолько, сколько энергии было запасено при предыдущих торможениях. В общем, в компании Honda считают, что гибридная система должна быть максимально простой, электрический мотор выполняет лишь одну функцию — помогает двигателю внутреннего сгорания сэкономить как можно больше горючего. Honda выпускает две гибридные модели:Insight и Civic.

— Компания «Тойота» при создании гибридов пошла своим путем. Разработанная японскими инженерами система Hybrid Synergy Drive (HSD) объединяет в себе особенности двух предыдущих типов. В схему параллельного гибрида добавляется отдельный генератор и делитель мощности (планетарный механизм). В результате гибрид приобретает черты последовательного гибрида: автомобиль трогается и движется на малых скоростях только на электротяге. На высоких скоростях и при движении с постоянной скоростью подключается ДВС. При высоких нагрузках (ускорение, движение в гору и т.п.) электродвигатель дополнительно подпитывается от аккумулятора- т.е. гибрид работает как параллельный. Благодаря наличию отдельного генератора, заряжающего батарею, электродвигатель используется только для привода колес и при рекуперативном торможении. Планетарный механизм передает часть мощности ДВС на колеса, а остальную часть на генератор, который либо питает электродвигатель, либо заряжает батарею. Компьютерная система постоянно регулирует подачу мощности от обоих источников энергии для оптимальной эксплуатации при любых условиях движения. В этом типе гибрида большую часть времени работает электродвигатель, а ДВС используется только в наиболее эффективных режимах. Поэтому его мощность может быть ниже, чем в параллельном гибриде.
Важной особенностью ДВС также является то, что он работает по циклу Аткинсона, а не по циклу Отто, как обычные двигатели. Если работа двигателя организована по циклу Отто, то на такте впуска поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, благодаря которому происходит всасывание в него воздуха и топлива. При этом в режиме малых оборотов, когда дроссельная заслонка почти закрыта, появляются так наз. насосные потери. (Чтобы лучше понять, что это такое, попробуйте, например, втянуть воздух через зажатые ноздри). Кроме того, при этом ухудшается наполнение цилиндров свежим зарядом и соответственно повышается расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу. Когда поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), впускной клапан закрывается. В ходе такта выпуска, когда открывается выпускной клапан, отработанные газы еще находятся под давлением, и их энергия безвозвратно теряется- это так наз. потери выпуска.

— В двигателе Аткинсона на такте впуска впускной клапан закрывается не вблизи НМТ, а значительно позже. Это дает целый ряд преимуществ. Во-первых, снижаются насосные потери, т. к. часть смеси, когда поршень прошел НМТ и начал движение вверх, выталкивается назад во впускной коллектор (и используется затем в другом цилиндре), что снижает в нем разрежение. Горючая смесь, выталкиваемая из цилиндра, также уносит с собой часть тепла с его стенок. Так как длительность такта сжатия по отношению к такту рабочего хода уменьшается, то двигатель работает по так наз. циклу с увеличенной степенью расширения, при котором энергия отработанных газов используется более длительное время, т. е., с уменьшением потерь выпуска. Данная стать Таким образом, получаем лучшие экологические показатели, экономичность и больший КПД, но меньшую мощность. Но в том-то и суть, что мотор тойотовского гибрида функционирует в малонагруженных режимах, при которых этот недостаток цикла Аткинсона не играет большой роли.

— К недостаткам последовательно- параллельного гибрида следует отнести более высокую стоимость, в виду того, что он нуждается в отдельном генераторе, большем блоке батарей, и более производительной и сложной компьютерной системе управления.

— Система HSD установливается на хэтчбеке Toyota Prius, седане бизнес-класса Camry, вседорожниках Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, спортивном седане Lexus GS 450h и автомобиле люкс-класса — Lexus LS 600h. Ноу-хау компании Тойота куплено компаниями Форд и Ниссан и использовано при создании Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius лидирует по продажам среди всех гибридов. Расход бензина в городе составляет 4 л на 100 км пробега. Это первый автомобиль, у которого потребление топлива при движении в городе меньше, чем на шоссе. На Парижском автосалоне 2008 была представлена модель Приус plug-in hybrid.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что, наверное, нет смысла считать гибридные автомобили решением всех проблем. Это скорее промежуточный этап на пути к будущей машине с нулевым выбросом вредных веществ. Гибридные технологии дают возможность отработать ее ключевые технические компоненты — емкие компактные аккумуляторы, оптимизированные системы «повторного использования» энергии, технологию быстрой зарядки от внешних источников, новые электродвигатели, облегченные кузова. Только массовое производство этих узлов сможет приблизить то время, когда вместо поездки на заправку достаточно будет подключить железного коня на часок к обычной домашней электросети — а потом ездить целый день без подзарядки. Похоже, что, сев за руль гибридного автомобиля, человеческая цивилизация сможет прибыть в светлое электромобильное будущее самым коротким и самым эффективным путем.

Гибридный автомобиль (HV) — это автомобиль, как минимум, с двумя различными преобразователями энергии и двумя различными системами накопления энергии (в автомобиле) для привода автомобиля.

С одной стороны, гибриды различаются по их конструкции (параллельный, последовательный, комбинированный или разветвленный гибрид) и, с другой стороны, по степени электрификации (микро, мягкий, полный гибрид).

Если автомобиль получает энергию не только от топлива, а и от электросети, то тогда его называют подключаемый гибрид (Plug-ln-Hybrid).

Классификация по конструкции

Параллельный гибрид

  • Топливный бак (Т)
  • Аккумуляторная батарея (В)
  • Электродвигатель (Е)
  • ДВС (V)
  • Коробка передач (G)

В параллельных гибридах ДВС и электродвигатель вместе воздействуют на трансмиссию. Оба двигателя могут быть меньшими по размеру, чем в том случае, если бы они устанавливались в автомобиль и работали по отдельности. Поскольку электродвигатель одновременно используется как генератор, то выработка энергии по время движения электродвигателем невозможна.

Последовательный гибрид

Рисунок. Последовательный гибрид

  • Топливный бак (Т)
  • Аккумуляторная батарея (В)
  • Электродвигатель (Е)
  • ДВС (V)
  • Генератор (Gen)

В последовательных гибридах на трансмиссию воздействует только электродвигатель. ДВС приводит в действие электрический генератор, который вращает электродвигатель и заряжает аккумуляторную батарею. Последовательный гибрид работает местами на чистом электричестве при заряженной аккумуляторной батарее и, таким образом, очень близок к электромобилю.

Поэтому он также называется электромобилем с увеличенным запасом хода (Range-Extender).

Комбинированный или разветвленный гибрид

Рисунок. Комбинированный или разветвленный гибрид

  • Топливный бак (Т)
  • Аккумуляторная батарея (В)
  • Электродвигатель (Е)
  • ДВС (V)
  • Генератор (Gen)
  • Инвертор (L)

Комбинированный гибрид объединяет под капотом параллельный и последовательный гибрид. ДВС посредством генератора и аккумуляторной батареи подготавливает энергию для электродвигателя или непосредственно соединен с приводом. Переключение и соединение между двумя состояниями выполняется автоматически.

Подключаемый гибрид

  • Топливный бак (Т)
  • Аккумуляторная батарея (В)
  • Электродвигатель (Е)
  • ДВС (V)
  • Генератор (Gen)
  • Розетка (S)

В подключаемых гибридах аккумуляторная батарея заряжается не только от ДВС, а и от сети. Таким образом, подключаемый гибрид может проезжать длинные дистанции на чистом электричестве. Подключаемый гибрид представляет собой следующий этап развития электромобилей.

Классификация по степени электрификации

Микрогибрид

Несмотря на то, что так называемые микрогибриды с рекуперацией энергии торможения и автоматикой старт- стоп уже сегодня вносят значительный вклад в экономию топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу, воздействия на привод они не оказывают. Поэтому в узком смысле слова они не являются гибридными автомобилями.

Пример микрогибридной системы

Система i-StARS от фирмы Valeo может остановить двигатель еще до полной остановки автомобиля, то есть как только скорость упадет ниже 8 км/ч (в случае автоматической коробки передач) и 20 км/ч (в случае механической коробки передач). Таким образом, оптимизируется расход топлива и упрощается вождение автомобиля. Регенеративная функция тормоза срабатывает, как только водитель снимает ногу с педали акселератора. Затем система отправляет электронный сигнал на стартер генератор, вследствие чего кинетическая энергия автомобиля преобразуется сразу же в электрическую энергию, заряд аккумуляторной батареи. Этим достигается значительное сокращение расхода топлива.

Мягкий гибрид

Мягкий гибрид не работает на чистом электричестве. Электродвигатель только поддерживает ДВС.

Энергия для электродвигателя поступает, например, от использования энергии торможения.

В обычных автомобилях энергия движения — или кинетическая энергия — преобразуется при торможении в тепло на тормозных дисках. Тепло просто безвозвратно выбрасывается в окружающую среду. В гибридных автомобилях кинетическая энергия улавливается генератором и накапливается в высоковольтной аккумуляторной батарее.

Пример для системы с мягким гибридным приводом: Honda IMA (встроенный ассист двигателя)

Стартер-генератор расположен между двигателем и коробкой вместо маховика.

Одним из преимуществ автомобилей с мягким гибридным приводом является тот факт, что ДВС, который реализует, по существу, свою мощность в зоне средних и высоких оборотов, комбинируется с преимуществами электродвигателя, который развивает свою силу на низких оборотах. Гибридная система, поэтому, может рассматриваться как усилитель мощности и эффективности.

В целом, можно сказать, что посредством «уменьшения» ДВС снижается расход бензина, а также выбросы в окружающую среду. Однако клиенты не готовы принять малую мощность. Автомобиль с гибридным приводом при помощи электродвигателя может компенсировать недостающую мощность, например, при разгоне или ускорении.

Рисунок. Характеристика мощности и крутящего момента Honda-IMA

Рисунок. Обзор системы Mercedes S400 HYBRID

  1. 12-В-генератор
  2. ДВС
  3. Электродвигатель
  4. 7-ступенчатая автоматическая коробка передач
  5. Модуль силовой электроники
  6. Модуль высоковольтной аккумуляторной батареи
  7. Модуль DC/DC-преобразователя
  8. 12-В-батарея

Другой пример мягких гибридов

Mercedes S 400 HYBRID имеет параллельный гибридный привод. При такой концепции привода как ДВС, так и электродвигатель механически соединены с ведущими колесами (параллельная схема двигателей). Мощности обоих двигателей могут суммироваться, в результате чего отдельные мощности двигателей могут быть меньшими. Движение на одном только электродвигателем невозможно.

Полный гибрид

Полный гибрид приводится в действие местами только электродвигателем. Технической основой полного гибрида является разветвленный, комбинированный или последовательный гибрид.

Рисунок. Audi А1 e-tron в качестве последовательного полного гибрида

Пример автомобиля с полным гибридным приводом

Audi А1 e-tron приводится в действие электродвигателем с максимальной мощностью 75 кВт/102 л.с. и максимальным крутящим моментом 240 Нм. Передача усилия происходит при помощи одноступенчатой коробки передач. Запас хода А1 при работе только на электричестве: 50 км. Если литийионный аккумулятор, установленный перед задним мостом, разряжен, то самая маленькая модель фирмы Audi приводится в действие, как и Opel Ampera или Chevrolet Volt, при помощи небольшого ДВС.

Литий-ионный аккумулятор расположен в основании кузова перед задним мостом, чтобы оптимизировать распределения веса и центр тяжести автомобиля А1 e-tron массой 1,2 т. Литий-ионный аккумулятор весом 150 кг имеет емкость 12 кВт/ч.

Рисунок. Коробка передач с двумя электродвигателями для привода

Другой пример

BMW Х6 ActiveHybrid

Мощные электромоторы (67 кВт/91 л.с. и 63 кВт/86 л.с.) компактно размещаются в активной, двух режимной трансмиссии, в корпусе размером с обычную автоматическую коробку передач.

В зависимости от дорожной ситуации привод осуществляется или посредством электродвигателей, или посредством ДВС, или попеременно обоими приводами.

  • В режиме 1 при малой скорости с использованием электромашин, прежде всего, обеспечивается значительное сокращение расхода топлива, а также создается дополнительная сила тяги.
  • В режиме 2, напротив, электрически передаваемая мощность на высокой скорости падает с одновременным увеличением КПД ДВС (благодаря коррекции точки нагрузки) и топливной эффективности.

И в этом режиме обе электромашины работают по разному и наряду с электрической поддержкой привода и функцией генератора, в частности, отвечают за эффективное переключение передач.

Рисунок. Расположение компонентов в автомобиле

  1. Теплообменник охлаждающей жидкости трансмиссионного масла
  2. Трубопроводы для трансмиссионного масла
  3. Двухдисковый маховик
  4. Высоковольтные провода
  5. Корпус активной коробки передач
  6. Гибридный механизм блокировки при парковке
  7. Электрогидравлический модуль управления
  8. Насос для трансмиссионного масла с электрическим/механическим приводом

Привод дополнительных агрегатов в автомобилях с полным гибридным приводом

Основной проблемой является привод дополнительных агрегатов, которые при остановке двигателя должны работать. Приводимые ранее в действие посредством ДВС компоненты теперь должны работать только на электричестве.

Электрический вакуумный насос

Функции вакуумного насоса:

  • обеспечение пониженного давления в усилителе тормозного усилия,
  • поддержание подачи пониженного давления в режиме старт/стоп.

Электрогидравлический усилитель рулевого управления

Для работы усилителя рулевого привода во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить усилитель и ДВС и обеспечить независимую поддержку рулевого управления. Благодаря такой поддержке по мере необходимости одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива.

Компрессор кондиционера с электроприводом

Для обеспечения достаточной мощности охлаждения салона автомобиля во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить привод компрессора кондиционера и ДВС и обеспечить независимое кондиционирование салона, а также независимое охлаждение высоковольтной батареи. Это выполняется при помощи компрессора кондиционера с электрическим приводом. Благодаря такому охлаждению одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива. Электрический компрессор кондиционера отвечает за всасывание, сжатие хладагента и прокачивания его через систему. Электрический компрессор кондиционера в зависимости от температуры испарения плавно регулируется блоком управления кондиционера в диапазоне от 800 до 9000 мин^-1.

Прототип автомобиля с гибридным двигателем появился еще в конце 19 столетия. Сегодня он представляет собой транспортное средство, способное при небольшой скорости не использовать топливо, а осуществлять движение за счет электрической энергии.

Гибридный двигатель – это система, состоящая из электрического и топливного двигателей. При этом, в период работы каждый может быть задействован как по отдельности, так и оба в независимых циклах.

Устройство и принцип работы

Самый распространенный режим работы гибридного двигателя заключается в том, что при движении авто на небольшой скорости, например, в черте города, используется его электрический блок. При движении машины по трассе – в работу включается двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В случае большой нагрузки, например, при резких подъемах в гору, в работу включаются оба двигателя.

Безусловно, к плюсам такого устройства можно отнести то, что при использовании электрического двигателя, значительно сокращается расход топлива, так как он работает от постоянно восполняемой энергии аккумулятора.

Возможность, хотя бы отчасти, снизить количество выбрасываемых вредных веществ в воздух – еще один плюс гибридной системы автомобиля.

Гибриды характеризуются малой мощностью, которую помогает компенсировать ДВС.

Двигатели в гибридах могут быть как бензиновые, так и дизельные. Более того, производители газобаллонного оборудования (ГБО) разработали системы способные работать на этих автомобилях.

Устройство гибрида включает в себя:

— Двигатель внутреннего сгорания. Его устройство и размеры сконструированы таким образом, что позволяет снизить вес, вредные выбросы и расход топлива.

— Электродвигатель разработан с учетом особенностей гибрида. Его сделали не только сгенерировано работающим с топливным блоком, но и уделили особое внимание показателям мощности. Параллельно он вырабатывает энергию для подзарядки АКБ автомобиля. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться отдельно от неё, в некоторых моделях используются сразу оба варианта.

— Трансмиссия. Работа трансмиссии гибрида фактически совпадает с ее устройством на обычных автомобилях. Но, в зависимости от вида гибридного двигателя, они могут отличаться. Коробки передач в них бывают, как гибридные с интегрированным электродвигателем, так и обычные механического и автоматического исполнения. Например, трансмиссия автомобиля Toyota устроена с разветвлением потоков мощности. Двигатель такого типа работает в режиме плавных нагрузок, что помогает значительно экономить расход топлива.

— Топливный бак. Необходим для питания топливом ДВС. Для наглядности того, что топливная система имеет ряд преимуществ, хотелось бы привести один факт в пользу этого: энергия, получаемая при сгорании 1 литра бензина сопоставима с энергией, вырабатываемой аккумулятором весом около 450 кг.

— Аккумулятор. Его главная функция – выработка достаточного уровня энергии для работы электродвигателя. В авто используется две батареи, высоковольтная и обычная на 12 (В) для питания бортовой сети. Изначально до запуска всех систем питание идет только от стандартного аккумулятора, так как для работы высоковольтной батареи и инвертора необходимо постоянное охлаждение.

-Инвертер преобразует постоянный ток высоковольтной батареи в переменный трехфазный для электродвигателя и наоборот. Также регулирует распределение энергии и управляет электродвигателем.

— Генератор. Его принцип работы такой же как у электродвигателя, но направлен на вырабатывание электрической энергии.

3 типа гибридных агрегатов

Как было уже отмечено ранее, гибридная система автомобиля представляет собой комбинирование моторов, своего рода, две разных скрещенных технологии. Технику гибридного привода характеризуют в двух направлениях – это двухтопливный или бивалентный и гибридный силовой агрегат.

Данное разделение на две комбинации силовых агрегатов определено для их классификации по разному принципу работы.

Устройство гибридного силового агрегата включает в себя двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор. Таким образом, электродвигатель это и генератор энергии, и тяговый электродвигатель, и стартер для пуска ДВС.

Существует три типа гибридного силового агрегата. Главным критерием для классификации служит исполнение основной конструкции. Следовательно, выделяют: микрогибридный силовой агрегат, среднегибридный силовой агрегат и полногибридный силовой агрегат.

Микрогибридный силовой агрегат

Концептуальная особенность данного типа привода заключается в его электрической части, которая необходима только для выполнения функции «старт-стоп». При этом, часть выработанной кинетической энергии повторно используется как электроэнергия (процесс рекуперации).


Привод исключительно за счет работы электрической тяги не возможен. Рабочие характеристики 12-вольтного аккумулятора гибрида с наполнителем из стекловолокна приспособлены к частым пускам двигателя. Также для накопления энергии от рекуперации может использоваться накопитель в виде электрохимического конденсатора.

Микрогибрид от компании Mazda

Среднегибридный силовой агрегат

Электрический привод помогает работе двигателя внутреннего сгорания. При этом, движение гибрида лишь за счет электротяги не осуществляется. У данного типа гибридного мотора электрическая энергия регенерируется при торможении, а затем накапливается в высоковольтной аккумуляторной батарее.


Устройство высоковольтной АКБ гибрида и всех его электрических частей отвечает необходимому уровню напряжения, что позволяет вырабатывать достаточно высокую мощность. В итоге, благодаря поддержке ДВС электродвигателем, его работа характеризуется максимальной эффективностью.

Полногибридный силовой агрегат

Работа двух моторов: электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, в данном типе комбинируется между собой. Полногибридный тип позволяет машине двигаться только за счет электрической тяги и достаточно большое расстояние. При определенных условиях силовой агрегат функционирует как среднегибридный.


В этих автомобилях устанавливаются достаточно мощный электродвигатель и высоковольтные АКБ большего объема, что и позволяет им выдавать такие характеристики. Основой подзарядки батареи выступает также процесс рекуперации энергии.

Функция «старт-стоп» реализована для двигателя внутреннего сгорания, который запускается только при необходимости. А разъединение ДВС с электродвигателем осуществляется за счет установленного сцепления между ними, поэтому они могут функционировать независимо друг от друга.

Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

Автомобили-гибриды сконструированы по трем схемам взаимодействия двигателей. Рассмотрим каждую из них.

Последовательная схема взаимодействия

Данный принцип устройства представляет собой самый простой вариант автомобильного двигателя-гибрида. Его схема работы такая: крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания идет к генератору. Затем генератор вырабатывает необходимое для работы электричество и передает его в аккумулятор. Дополнительно подзаряд аккумулятора осуществляется и путем процесса рекуперации кинетической энергии. В этой схеме движение автомобиля осуществляется лишь за счет электрической тяги.


Данная схема характеризуется последовательным преобразованием энергии, т.е. энергия, поступающая от сгораемого топлива в двигателе внутреннего сгорания, превращается в механическую, далее трансформируется в электрическую за счет генератора, и затем вновь преобразуется в механическую энергию.

Положительные стороны последовательной схемы:

  1. Работа двигателя внутреннего сгорания осуществляется на неизменных оборотах.
  2. Не возникает необходимости в двигателе с большой мощностью и потреблением топлива.
  3. Коробка передач, как и сцепление здесь не нужны.
  4. Электрическая энергия высоковольтной АКБ гибрида позволяет двигаться автомобилю с заглушенным ДВС.

Отрицательные стороны последовательной схемы:

  1. На этапах преобразования энергии происходит ее потеря.
  2. Габариты и стоимость АКБ достаточно высокие.

Самый яркий представитель гибридного автомобиля с последовательной схемой взаимодействия Chevrolet Volt

Если говорить о самом подходящем варианте движения автомобиля с последовательной схемой взаимодействия, то это городской трафик с частыми остановками, когда постоянно в работу включается система рекуперации энергии.

Параллельная схема взаимодействия

Такое название эта схема получила потому что, двигатели авто работают постоянно вместе. Принцип работы данного типа взаимодействия двух модулей происходит за счет электроники авто, электродвигателя и ДВС. Оба двигателя соединены с коробкой передач по средствам планетарной передачи.


Чисто на электрической энергии такие гибриды способны ехать не продолжительное время, при этом ДВС отключается от трансмиссии сцеплением.

Блок управления распределяет крутящий момент от обоих двигателей в зависимости от режима движения автомобиля. Двигателю внутреннего сгорания отведена более важная роль, а электродвигатель запускается при необходимости дополнительной тяги, например, когда авто резко ускоряется. При торможении или плавном движении электромотор работает как генератор электроэнергии.

Электромотор внедрен в коробку передач BMW 530E iPerformance

Существуют модификации с электродвигателем отдельно от ДВС, они представляют собой сложную систему, но в тоже время эффективную. Этот модуль состоит из двух электромоторов, тягового соединенного через планетарную передачу со вторым, который служит генератором и стартером.

В такой схеме ДВС не связан напрямую с колесами, что позволяет постоянно передавать часть момента генератору и подзаряжать батарею.

Положительные стороны параллельной схемы:

Так как основная работа отведена ДВС, то не возникает необходимости в установке мощной высоковольтной батареи. Двигатель внутреннего сгорания напрямую связан с ведущими колесами, поэтому потери энергии значительно меньше.

Отрицательные стороны параллельной схемы:

Самый главный минус данной схемы – это больший расход топлива в сравнении с другими схемами взаимодействия двигателей. Получается, что сэкономить на городском трафике не получится, наиболее удачным вариантом будет движение по трассе.

Последовательно-параллельная схема взаимодействия

Уже само название этой схемы указывает на то, что данный тип – это вариант совмещения двух ранее рассмотренных схем: последовательной и параллельной. Движение автомобиля на низкой скорости и его старт с места осуществляется только за счет силы электрической части. ДВС поддерживает работу генератора авто, как при последовательной схеме взаимодействия. Передача крутящего момента от ДВС на колеса происходит при движении на большой скорости.

При высоких нагрузках, требующих повышенной мощности, генератор автомобиля может не выдать нужное количество энергии, и в таком случае электродвигатель питается дополнительно от аккумулятора, как при параллельной схеме взаимодействия.

В данной схеме предусмотрен дополнительный генератор, он подзаряжает АКБ. Электродвигатель необходим только для привода ведущих колес и для обеспечения рекуперативного торможения.

Часть крутящего момента, переходящая от двигателя внутреннего сгорания, уходит на ведущие колеса, а некоторая его часть – для работы генератора, который в свою очередь питает электродвигатель и заряжает АКБ.

За направление крутящего момента на колеса, генератор или электродвигатель и его соотношении отвечает планетарный механизм – распределитель мощности. Регулировкой подачи мощности из генератора и батареи занимается электронный блок управления автомобиля.

Также эта технология применяется и на гибридных полноприводных авто. На передней оси установлен ДВС с электродвигателем по параллельной схеме, а на задней только электродвигатель имеющий связь с ДВС по последовательной схеме.

Положительные стороны последовательно-параллельной схемы:

Не сложно догадаться, что неоспоримым плюсом данной схемы гибрида является его большая экономичность топлива в сочетании с хорошими мощностными характеристиками. Ценители природы оценят ее экологичность.

Отрицательные стороны последовательно-параллельной схемы:

Среди отрицательного – это более сложная конструкция по сравнению с предыдущими схемами, и как следствие, большая цена. Поскольку необходим дополнительный генератор, емкая АКБ и сложная электронная схема управления.

Заключение

Мы рассмотрели все типы гибридов и схемы их взаимодействия, но в целом существует множество видов, которые сложно отнести к одной из них, поскольку с течением времени технологии все больше смешиваются и дорабатываются.

На одних используют гидромуфты с редуктором вместо планетарной передачи, на других экспериментируют с задним расположением ДВС или вообще разносят по двум осям ДВС и электродвигатель. Конструкторы не останавливаются на достигнутом и все больше развивают это направление.

Особенности гибридного автомобиля — как работает в теории

Гибридный автомобиль — транспортное средство, которое может передвигаться на низких скоростях, не потребляя бензин. Расскажем про особенности гибридного автомобиля и как работает.

Начало движения

Для начала движения и при движении на малых скоростях используется только электромотор.
  • При наборе скорости батарея направляет энергию на блок управления электропитанием.
  • Блок управления направляет энергию на электромоторы, расположенные в передней и задней частях автомобиля.
  • Передний и задний электромоторы позволяют автомобилю плавно трогаться с места.

Движение

При движении автомобиля в нормальном режиме привод колес осуществляется за счет бензинового двигателя и электромоторов; энергия двигателя распределяется между колесами и электрическим генератором, который в свою очередь приводит в движение электромоторы. Генератор также осуществляет зарядку батареи, отдавая ему излишки энергии.

Разгон

  • Бензиновый двигатель разгоняет машину, работая в нормальном режиме.
  • Для улучшения динамики дополнительная энергия поступает от электромотора.
  • При работе в нормальном режиме бензиновый двигатель снабжает энергией генератор.
  • Генератор направляет излишки энергии на блок управления электропитанием.

Торможение

  • При торможении кинетическая энергия преобразуется в электричество.
  • Электромоторы направляют его на блок управления электропитанием.
  • Блок управления электропитанием возвращает энергию на высоковольтную батарею. Бензиновый двигатель работает в обычном режиме.

Особенности работы

Гибридный авто подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей. Они прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность. Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Гибридные технологии позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения.

В качестве основного источника энергии используется двигатель внутреннего сгорания. Сложная компьютерная система осуществляет непрерывное изменение забора воздуха в целях обеспечения оптимальных условий работы двигателя. Это не только обеспечивает мотору дополнительную мощность, но и способствует значительной экономии топлива и уменьшению выбросов выхлопных газов. При этом не увеличивается уровень шума и не возникает вибраций.

Усовершенствованный электромотор-генератор, соединенный с бензиновым двигателем, обеспечивает плавный разгон, когда вы нажимаете на педаль газа до упора. Высоковольтный электромотор гибридной силовой установки представляет сложную и одновременно компактную комбинацию электромотора и электрогенератора.


Для обеспечения энергией электромоторов гибридная силовая установка использует в своей работе высокопроизводительную никель-металл-гидридную батарею. В то время как генератор и электромотор являются устройствами переменного тока, батарея представляет устройство постоянного тока. Кроме того, выходное напряжение батареи не соответствует выходному напряжению генератора и величине входного напряжения электромотора. Поэтому эти устройства осуществляют преобразование электроэнергии согласно потребностям системы.

При торможении генератор используется для замедления движения авто. При этом он вырабатывает электроэнергию, которая хранится в батареях. В традиционных системах энергия, которая используется для торможения, теряется полностью. В отличие от них, данная система эффективна при езде в городе, где часто чередуются разгон и торможение.

Гибридные автомобили. История рождения, обслуживание, ремонт

Все виды гибридов по конструктивным реализациям можно разделить на три группы.

1. Последовательные гибриды.

2. Параллельные гибриды.

3. Последовательно-парал­лель­ные гибриды.

Теперь о каждом подробнее.

Последовательные гибриды. Принцип их работы таков: вращение колес автомобиля обеспечивается электродвигателем, который питается током электрогенератора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания. Если упрощенно: ДВС крутит генератор, который вырабатывает электричество для тягового электромотора ТС. При такой схеме двигатели внутреннего сгорания имеют небольшой объем, а генераторы обладают значительной мощностью. Явный недостаток таких конструктивных решений заключается в том, что зарядка аккумуляторов и движение автомобиля происходят только в режиме постоянной работы ДВС.

Этот принцип пока не реализован ни на одном серийно выпускаемом легковом автомобиле. При некоторых ее достоинствах минусов больше, чем плюсов. Но в грузовом автостроении такая гибридная схема иногда применяется. Это касается некоторых конструкций тяжелых карьерных самосвалов.

Параллельные гибриды. В такой схеме колеса транспортного средства получают вращение как от привода ДВС, так и от электрического мотора, питающегося от аккумулятора. Но такая схема силового агрегата уже требует наличия коробки передач. К наиболее удачному образцу данной схемы можно отнести автомобиль Honda Civic – гибрид. В нем имеется электромотор, который может приводить в движение автомобиль совместно с ДВС. Это позволяет использовать двигатель внутреннего сгорания меньшей мощности, так как в случае необходимости ему на помощь может прийти электромотор. В таком режиме суммируется мощность двух силовых установок. Основной недостаток такого решения в том, что двигатель не может одновременно вращать колеса и заряжать батарею.

Схема силовой установки последовательного гибридаСхема силовой установки параллельного гибридаСхема силовой установки последовательно-параллельного гибрида

Последовательно-параллельная схема. Всех названных недостатков лишен гибрид, реализованный в последовательно-параллельной схеме. Здесь, в зависимости от условий движения, используется тяга либо электродвигателя, либо ДВС с возможностью подзарядки батареи. Кроме того, в сложных режимах эксплуатации силовой агрегат для обеспечения повышенного крутящего момента имеет возможность объединять усилия бензинового и электрического двигателей. Опираясь на такие экстраординарные возможности, рабочая программа ТС всякий раз для каждого режима эксплуатации автомобиля выбирает наиболее целесообразное силовое решение. Этим обеспечивается максимальная эффективность транспортного средства.

Такая схема последовательно-параллельного гибрида реализована в автомобиле Toyota Prius. В переводе с латинского рrius – «передовой» или «идущий впереди». Сегодня существует несколько модификаций Prius. Их принято идентифицировать по номеру кузова – об этом мы уже сегодня говорили. Когда станем разбирать устройство Prius подробно, будем прежде всего иметь в виду модель К20. Обращения к другим аналогам: К10, К11, К30, К35 и проч. будут сопровождаться специальными указаниями.

Теперь пора уделить особое внимание самому известному и успешному в мире образцу гибридного автомобиля – Prius от компании Toyota. Почему мы так подробно будем говорить именно о Prius и именно о модификации К20? Постараемся ответить. С точки зрения специа­лизированного авторемонтного бизнеса распространенность ТС конкретной марки в конкретном регионе (в нашем случае – РФ) является отправной точкой для специализации услуг, представляемых предприя­тием. Это накладывает на организаторов производства обязательства в специальной оснастке автосервиса, в приобретении необходимой рабочей информации и профессиональном обучении работников. Но не только.

Разрез части силового агрегата последовательно-параллельного гибрида. Можно увидеть устройство узла, в котором взаимодействуют два мотора/генератора с солнечной шестерней устройства распределения мощности (PSD)Компоновка силового агрегата. На переднем плане хорошо виден инвертор одного из электрических двигателей

Специализированный автосервис также обязан обеспечивать себя хотя бы минимумом расходных материалов и запчастей. А это – отдельная тема, к ней мы обратимся гораздо позднее. Сейчас коснулись ее в связи с особым статусом автомобиля Toyota Prius NHW20 (К20), который своим количеством на дорогах РФ многократно превосходит любое другое гибридное транспортное средство.

Соответственно знания о его особенностях наиболее полезны для работников независимых специализированных центров. Без знакомства с этим продуктом от Toyota браться за ремонт и обслуживание гибридных автомобилей не имеет смысла с точки зрения успешности автосервиса как бизнеса. Поэтому на примере именно Prius К20 мы планируем рассказывать об устройствах гибридных автомобилей и объяснять работу всех его компонентов с практическими советами по ремонту и обслуживанию.

Начнем с двигателя внутреннего сгорания. Замечание: в этой части разговора мы будем говорить лишь о тех особенностях ДВС, работающих в гибридных силовых агрегатах, которые отличают их от аналогов, реализованных в традиционных конструкциях ТС. Предполагаем, что читатели (слушатели) учебного курса хорошо знакомы с конструкциями ДВС обычных автомобилей. И еще. При разговоре о ДВС автомобиля Prius следует иметь в виду, что особенность его конструкции позволила серьезнейшим образом положительно сказаться на эффективности транспортного средства. С точки зрения ремонта такой двигатель практически ничем не отличается от своих ординарных собратьев и особого внимания к себе не требует. Но для правильного понимания гибридных технологий знания о конструкции таких моторов очень полезны. Вопросы, которые могут появиться у читателя, получат ответ в разделах, посвященных ремонту и обслуживанию конкретных моделей гибридов.

Инвертор электродвигателя с автономной системой охлажденияРазрез рядного 16-клапанного ДВС гибридного автомобиля Toyota Prius, работающего по циклу Аткинсона

Итак, ДВС. Prius К20 имеет бензиновый двигатель внутреннего сгорания, с объемом 1497 см3. В К30 и в последующих модификациях объем увеличен до 1,8 л. Toyota обозначает двигатель Prius К20 как 1NZ-FXE, который часто путают с мотором автомобиля Toyota Echo. И понять это можно. У Echo он значится как 1NZ-FE. Конструкции обоих ДВС максимально схожи. Это рядные, четырехцилиндровые, 16-клапанные моторы, у которых вращение двойных распредвалов происходит посредством цепного привода. Оба оснащены коллекторами поперечного потока и т. д. Мало того, одинаковы и размеры элементов цилиндропоршневых групп (ЦПГ). Так, диаметр цилиндров и ход поршней у обоих соответствуют 75 мм и 84,7 мм. Но двигатели эти существенно разные: ДВС Prius работает по циклу Аткинсона (Atkinson), тогда как Echo – по циклу Отто (Otto).

Очень поверхностно, возможно, кое-где не совсем корректно, пробежимся по конструкции традиционного ДВС, не отвлекаясь ни на что, кроме моментов: где и как происходят потери его эффективности. Бензиновый двигатель почти каждого автомобиля, бегущего сегодня по дорогам мира, работает по циклу Отто. Работа таких ДВС характеризуется четырьмя тактами: впуском, сжатием, сгоранием (рабочим ходом) и выпуском с открытием и закрытием клапанов близко к концам тактов.

А вот и герой сегодняшнего повествования целиком. Конструкция от Аткинсона нашла в гибридном автостроении достойное место

Достоинство двигателя Отто состоит в высокой термодинамической эффективности, заключающейся в превосходном отношении энергия/вес и в надежности конструкции агрегата в связи с ее простотой. Большинство усовершенствований, производимых в двигателях, работающих по циклу Отто, связаны с увеличением эффективности и/или сокращением выброса вредных веществ. Производитель, во имя сказанного уменьшая вес ДВС, теряет мощность и надежность. Чудес ведь не бывает?

Рассмотрим, где же и каким образом теряется эффективность. Известно, что современный ДВС, работающий по циклу Отто, обладает наибольшей эффективностью (КПД) в интервале 40–45% от максимально допустимой скорости вращения коленвала – этот режим еще называют оптимальным. А наивысший крутящий момент двигателя достигается в интервале 70–80% от тех же максимальных параметров вращения коленчатого вала.

То есть процесс достижения максимального крутящего момента всегда приводит к понижению КПД мотора. Почему? Потому, что всякое повышение скорости вращения ДВС выше оптимальных значений сопряжено с возрастанием потерь от трения. Их так и называют: потери трения. Существенное повышение скорости вращения коленчатого вала во имя достижения необходимого момента вращения обеспечивается с помощью повышенного обогащения рабочей смеси. А это – потеря эффективности. А вот при более низком, по отношению к оптимальному, режиме вращения коленчатого вала двигатель страдает от явления, которое называют насосными потерями (это мы обсудим позже).

Вернемся к автомобилю Toyota Echo. Пиковая мощность его двигателя равна 108 л. с. А самая эффективная работа им будет производиться в режиме, когда мотор развивает мощность в интервале 35–50 л. с. Казалось бы, тогда при выборе двигателя для автомобиля мы должны руководствоваться следующим. Он (мотор) для оптимального режима эксплуатации должен обеспечивать всего лишь 40% от максимальной мощности, которую может развить. А чтобы такой автомобиль двигался со скоростью 105 км/ч по горизонтальной дороге, ему хватит и 15 л. с. При скорости ниже – и того меньше. С другой стороны, если бы мы установили на автомобиль двигатель даже в 30 л. с., ему бы потребовалось более 30 с, чтобы разогнаться до 96 км/ч.

В переводе с латинского рrius – «передовой» или «идущий впереди»

Но Echo, как мы заметили, имеет двигатель мощностью 108 л. с. и обладает приличными показателями в ускорении и в преодолении препятствий. Поэтому автомобиль с двигателем 30 л. с. не сможет ускоряться согласно нашим ожиданиям и не будет иметь хорошей динамики. А это означает, что большую часть времени и пути автомобиль эксплуатируется в режимах, когда характеристика мощности ДВС находится в точке значительно ниже «зеленой зоны» эффективности. В результате значительная часть топлива расходуется впустую. Этот негативный конструктивный дефект характерен для всех без исключения автомобильных двигателей, работающих по циклу Отто. Специалисты называют его проб­лемой частичной мощности.

Главную причину потерь эффективности в режимах эксплуатации двигателей внутреннего сгорания называют насосными потерями. Как двигатель с циклом Отто, разработанный для обеспечения максимальной мощности в 108 л. с., заставить выдавать 20 л. с.? Ответ прост – уменьшить поток воздуха в цилиндры путем прикрытия дроссельной заслонки. Отметим, между прочим, что такой режим работы вынуждает двигатель тянуть воздух через узкую щель дросселя, создавая повышенное разряжение во впускном коллекторе. Об этом чуть ниже.

Если исключить особенности топливной системы современного автомобиля, которая при этом станет компенсировать недополученную порцию топлива принудительным ее впрыском, то можно ли сказать, что задача эффективности будет решена? Поскольку воздух, попадающий в цилиндр в течение такта, получает меньший воздушно-топливный «заряд», двигатель заработает с пониженной мощностью – что вроде бы и требуется.

Согласимся, что не все так просто. Создав эффект частичного вакуума во входном коллекторе, мы совершаем работу, т. е. расходуем дополнительную энергию. Какую? Когда поршень идет вниз при такте всасывания, давление в подпоршневом пространстве и частичный вакуум в верхней части цилиндра – над поршнем, через шатунно-поршневой узел создают сопротивление вращению коленчатого вала. Это уменьшает выходную мощность двигателя, и, кажется, именно к этому мы и стремились? Но такой эффект произошел за счет потраченного впустую топлива – а мы как раз этого и хотим избежать.

Заметьте, что автомобили страдают от насосных потерь даже на высоких скоростях. Дроссель открывается полностью только при ускорении или при подъеме в гору. Известно, что дизельные двигатели лишены этой проблемы, потому что у них нет дросселя. Низкая мощность достигается простым уменьшением количества впрыскиваемого топлива. Это – одна из причин, почему дизельные двигатели обладают более высокой эффективностью. Данный способ не может быть применен впрямую на бензиновых двигателях, потому что температура горения их рабочей смеси при избытке кислорода («обеднении» смеси – об этом ниже) становится слишком высокой, что может привести к прогару поршней и клапанов.

Преобразование химической энергии в работу (механическую энергию) в поршневом двигателе сосредоточивается вокруг рабочего хода. Топливовоздушная смесь сгорает быстро и создает давление из-за взрывообразного разогрева смеси, главным образом углекислого газа и водяного пара. Это давление действует на днище поршня и с помощью кривошипно-шатунного механизма проворачивает коленчатый вал. Пропорция химической энергии, выделившейся в виде тепла, преобразованного в механическую энергию, зависит от «степени расширения» смеси газов. Этот параметр соответствует отношению между свободным объемом в цилиндре в момент поджига смеси и свободным объемом цилиндра до открытия выпускного клапана. Чем выше значение отношения, тем больше энергии тепла и давления может использоваться на вращение коленчатого вала.

К сожалению, есть предел степени сжатия, выше которого смесь не горит равномерно и вызывает детонацию. Некоторые источники приписывают это «предвоспламенению», т.е. явлению, когда смесь загорается спонтанно, до подачи искры. Здесь есть смысл отметить лишь то, что двигатель с циклом Отто конструируется таким образом, чтобы не допустить возникновения детонационных эффектов при заданных значениях октанового числа топлива. И такой агрегат не способен обес­печить больших степеней в расширении работающих газов.

Среди причин снижения эффективности двигателя специалисты не последнее место отдают «потерям трения». Не станем останавливаться на том, что и как трется в механизмах ДВС, об этом знает любой наш современник, а не только автомеханик. Здесь важнее другое. Чем больше выходная мощность и обороты двигателя, тем выше потери трения. В режимах высоких скоростей потери трения могут составить большую часть «брутто-выхода» двигателя. Вот почему эффективность двигателя падает в режимах эксплуатации, превышающих «зеленую зону».

До недавнего времени конструкторы не стремились увеличить размеры двигателей, чтобы уменьшить трение для повышения эффективности. Наоборот, трение становится большой проблемой, поскольку двигатели становятся все миниатюрнее. А это – прямой путь к увеличению потерь мощности в таких двигателях на трение.

Идем дальше. Рассмотрим сам процесс сгорания топлива. Инженеры конструируют двигатели таким образом, чтобы обеспечить мотор, работающий в оптимальном режиме, пропорцией «топливо – кислород воздуха», позволяющей сжечь все топливо, используя весь кислород. Такое идеальное соотношение называют «стехиометрической смесью». Примерно это соответствует 14,7 кг воздуха на каждый килограмм бензина.

Современные автомобили поддерживают правильную смесь, используя ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) на входе и датчик остаточного кислорода в выхлопе. Если отношение воздух/топливо увеличивается так, что воздуха становится больше нормы, смесь, как говорят, является «бедной». Кислород в выхлопе не причиняет вреда, но скудная смесь сгорает с более высокой температурой и может повредить двигатель, не разработанный для этого.

Высокая температура может также заставить азот воздуха соединяться с избыточным кислородом и производить оксиды азота, которые вносят свой вклад в загрязнение атмосферы. Если отношение воздух/топливо уменьшается так, что в двигатель поступил избыток топлива, смесь называется «богатой». Несгоревшее топливо в выхлопе вносит вклад в загрязнение окружающей среды. А то, что оно не окислилось для получения дополнительной мощности ТС, говорит об уменьшении эффективности двигателя.

Обычные двигатели просто обогащают смесь, когда требуется развить большую мощность. Это делает возможным использование каждой порции воздуха, поступившего в двигатель, для получения максимально возможного крутящего момента. Несгоревшее топливо может быть окислено до конца каталитическим нейтрализатором – и этим понизится вред природе, но и тогда энергия топлива будет потрачена впустую и в результате эффективность снизится.

Мы рассмотрели, как впустую, т.е. неэффективно расходуется мощность ДВС. Далее рассмот­рим пути ее эффективного использования – таковых можно выделить пять. На этом сегодня остановимся. В следующий раз продолжим разговор именно с этого момента. Затем перейдем к устройству гибридных автомобилей, познакомимся с их основными компонентами. До встречи.

Редакция благодарит работников Toyota Центр Ясенево за помощь в организации фото­съемки сюжетов, использованных в статье

От редакции

Тема гибридных автомобилей не сходит со страниц нашего журнала уже шестой год подряд. Поисковики Google и Яндекс начиная с 2015 года стабильно «оценивают» ее (тему) как невероятно востребованную и без какого-либо стимулирования определяют место нашим статьям на первых этажах запросов.

Когда-то это нас удивляло, но теперь нет: любой желающий, забивший поисковые слова «Ремонт и обслуживание гибридных автомобилей» – хоть в Google, хоть в Яндексе, – обязательно найдет журнал «АБС-авто» на самой верхней строке из 170 млн претендентов на это место по результатам поиска. Самой верхней! Почему? Ответ довольно прост – из-за востребованности темы и качества нашего контента.

Сегодняшняя работа открывает новый этап в развитии темы. Теперь каждая статья на гибридную тему будет состоять из двух или трех частей: история появления гибридных автомобилей, их обслуживание и ремонт. С частью материалов будущих статей читатель знаком по прошлым публикациям. Но теперь к ним добавилась историческая линия, которая, безусловно, представляет особый интерес – ведь история рождения и становления гибридных автомобилей как самостоятельного направления в автомобилестроении появилась не вчера, а гораздо раньше. Пожалуй, пора и начинать.

История гибридных автомобилей началась почти 200 лет назад. Кто-то может с этим не согласиться. Пусть так – каждый может иметь собственное мнение по любым вопросам, включая профессиональные, и спорить об этом – лишь терять драгоценное время.

Посмотрите на автомобиль Тoyota Prius 2018 модельного года. Это красивый, мощный, современный, экономичный и экологичный автомобиль.

А история его зарождения начиналась вот с такого неказистого устройства, состоящего из набора гальванических элементов, проволоки и компаса.

На иллюстрации показана реконструкция эксперимента, который провел Ханс Кристиан Эрстед (1777–1851) для обоснования своей теории: «Электрический ток может производить электромагнетизм». Произошло это в 1820 году и, можно сказать, почти случайно. Ханс Эрстед в то время был профессором физики, отменным преподавателем, умевшим рассказывать слушателям о физических процессах просто и доступно, за что его любили ученики и слушатели.

В тот день, перед занятиями, он беседовал со своим старым прия­телем-охотником. Тот похвастался новым приобретением – компасом от отличной немецкой фирмы. Заговорившись, он забыл этот самый компас на столе.

Во время проведения лекции, демонстрируя один из физических опытов, Ханс Кристиан краем глаза уловил одну странность: когда он включил электрическую нагрузку и по проводу пробежал электрический ток – стрелка компаса начала отклоняться! Не прерывая лекции, он поменял расположение компаса, вновь включил нагрузку, и стрелка компаса опять отклонилась. После занятий, забыв об обеде и ужине, Эрстед продолжал экспериментировать, пока наконец не утвердился в мысли, что все происходящее – не сон, а влияние электрического тока, который может самостоятельно воз­действовать на магнитную стрелку компаса!

Проведя десятки экспериментов, Ханс Кристиан Эрстед исследовал и обосновал теорию возникновения электромагнетизма. Свое открытие ученый совершил зимой 1819–1820 годов.

И уже в июне 1820 года он подготавливает и отдает в печать свою научную работу: «Некоторые опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку». Ханс Эрстед стал всемирно известным и признанным ученым.

Он был избран членом Лондонского Королевского общества, Парижской Академии, а в 1830 году его избрали почетным членом Петербургской академии наук. Так что и Prius, и любой другой электромобиль имеют одного родителя и одну точку отсчета: Ханс Кристиан Эрстед, зима 1820 года.

Это открытие, возможно, помогло венгерскому изобретателю Аньосу Джедлику в 1828 году собрать настольную модель первого в мире электрического двигателя (обратите внимание, насколько схожи мысли этих двух ученых – в первом случае крутится стрелка компаса, а во втором случае сила электромагнетизма вращает нечто массивное, только отдаленно похожее на стрелку компаса).

Он же построил маленькую модель самодвижущегося устройства, названного им «электрическим локомотивом», которая через вер­тикальную ось и несложную шестеренную передачу приводила в движение колеса.

В эти же годы М. Фарадей в результате опытов Аньоса Джедлика обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии. А в 1854 году изготовил из угольно-цинковых элементов действующую аккумуляторную батарею, в которой использовалась «чили селитра» (нитрат натрия).

В 1827 году Аньос Джедлик сконструировал первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока).

У ученых всегда мало времени. А у ученых-изобретателей его почти нет: в голове постоянно крутятся какие-то новые идеи, одна картинка накладывается на другую… Знакомые и друзья ученого говорили ему об «известности», о «мировом признании», но ему было некогда, все новые и новые идеи занимали мысли и время, и только в конце 1850-х годов он обнародовал свои изобретения, в том числе и придуманный им электрический локомотив.

Исторические факты настолько переплетены между собой, что исследователям порой бывает очень трудно установить «приоритет гениальности», т.е. кого считать «отцом-основателем» того или иного физического закона или изобретения.

В 1680 году Ньютон после проведения многочисленных опытов начал формулировать свой третий закон, который впоследствии стал звучать так: «Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению». Свои мысли он опубликовал в фолианте «Математические начала натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica).

В современных учебниках, для лучшего понимания, третий закон Ньютона демонстрируют так.

А во времена Ньютона действие этого закона изображалось так.

В своих записках к описанию третьего закона Ньютон отметил такое свое наблюдение после проведенных опытов: «Если на повозку с колесами поставить котел с кипящей водой и открыть отверстие сзади котла, то вылетающая струя пара из котла сможет толкать повозку вперед».

Отметим, что это 1680 год. И понадобилось почти 200 лет, чтобы мысли Ньютона стали осуществляться: Фердинанд Вербист (священник, фламандский иезуит, астроном), находящийся на службе у китайского императора, смог придумать вот такое устройство, которое удивительно напоминает «самодвижущуюся повозку Ньютона».

На рисунке видно не совсем отчетливо, поэтому предлагаю посмот­реть на реконструкцию этого изобретения.

Как видим, принцип Ньютона тут сохранен, однако есть много оригинальных дополнений: пар из котла «упирается» в некое зубчатое деревянное колесо с лопатками, которое соединено передачей с задними колесами тележки.

Изобретение? Несомненно! Причем оно сильно похоже на умозаключения венгерского изобретателя Аньоса Джедлика (выше по тексту), который в результате проводимых опытов обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии.

Следует обратить внимание, что в то время очень разные люди, обладающие глубокими познаниями в самых разных областях науки, уже начали задумываться над тем, как один вид энергии превратить в другой.

В 1769 году француз Никола Жозеф Кюньо (1725–1804) построил самодвижущееся устройство, которое было названо «паровозной кареткой». История создания этого самодвижущегося устройства весьма интересна. Кюньо был в то время капитаном французской армии. И за время военной службы вдоволь насмотрелся на беспомощность артиллерии – непроходимые дороги не позволяли лошадям вывезти орудия на позиции в заданное время. Обладая хорошим образованием и гибким умом, он засел за расчеты, и в скором времени на свет появилась вот эта «самодвижущаяся повозка», предназначенная в первую очередь для того, чтобы заменить лошадей и тянуть артиллерийские орудия.

Общий вес устройства составлял около 2,5 т, конструкция была трехколесной, и по расчетам скорость передвижения должна была достигать от 3 до 5 км/ч. Во время испытаний параметры скорости почти подтвердились: устройство везло четырех человек со скоростью 3,5 км/ч. Однако во время одной из поездок человек, управляющий устройством, не справился с управлением, и тележка врезалась в стену. Это можно смело назвать первым дорожно-транспортным происшествием с участием автомобиля.

В 1825 году британский изобретатель Голдсворти Герни построил паровой автомобиль, который через десять часов успешно совершил круговое путешествие на 85 миль. (Паровые машины доминировали на автомобильном ландшафте до конца XIX века.)

В этой повозке использовался паровой двигатель, расположенный в закрытом пространстве, количество перевозимых человек могло достигать 12.

Ну а что же с электрическими автомобилями? Или паровые самодвижущиеся устройства явились определенным (и необходимым) переходным звеном? Вполне может быть… Изобретателям электромобилей нужна была платформа, на которую они смогли бы поставить свои электрические устройства, а многочисленные опыты с паровым движителем, удачные и неудачные, только помогли создателям электромобилей выбирать для своих экспериментов наиболее надежные конструкции паровых самодвижущихся устройств, приспосабливая их под свои задумки.

Изобретатель электродвигателя постоянного тока

Давайте сравним два устройства: первое, которое на деревянной подставке – это из 1833 года.

А это электродвигатель современного гибридного автомобиля Toyota Prius из XIX века.

Согласитесь, что внешне эти конструкции мало похожи. Однако и первое, и второе в принципе есть одно и то же – это электродвигатели постоянного тока!

Заглянем в историю: 1834 год. Небольшое закопченое строение на окраине города Вермонта (сейчас США). Это кузница. Женщина помогает мужу раздувать горн. Устала. Садится и смотрит на мужа:

– Ну чего опять задумался?

– Да никак из головы не выходит… Помнишь, на прошлом празднике были на ярмарке, и там видели удивительную вещь: железо прыгало и прилипало на электромагнит?

– И что?

– А если взять не один магнит, а два, три, четыре. И…

– И что «и»?

– Так можно же двигать предметы и вещи! Понимаешь?

– Пока нет…

Кузнец (а это был Томас Девенпорт), взял в руки только что им откованную подкову и стал чертить на земле…

Мысль была такая: если взять несколько магнитов, расположить их на разном удалении друг от друга и попеременно включать-выключать один из них, то можно попробовать заставить кусок железа прилипать то к одному, то к другому магниту.

Дальше были исследования. Сначала продали все ценное в доме и Томас приобрел несколько электромагнитов. Когда что-то начало получаться, то Девенпорт продал кузницу и целиком погрузился в эксперименты с элетромагнитами и кусками железа.

А где тогда было учиться? Тем более простому кузнецу… только самообразование! Заработанные деньги Девенпорты делили на две части: меньшая часть на еду, и большую часть на покупку технических журналов. В 1883 году в одной из статей Томас обратил внимание на заметку, где рассказывалось о технологии Джозефа Генри: «О способах разделения железной руды». Описывались способы применения электромагнитов, когда при включении тока железо из руды прилипало к элетромагнитам, а пустая порода оставалась лежать.

Томас увлечен захватившей его идеей полностью, изготавливает несколько своих личных магнитов – и продолжает эксперименты. В качестве источника тока использует уже известную батарею Вольта:

Во время одного из экспериментов он задумался: а как сделать так, чтобы для вращения колеса на полный круг не приходилось бы постоянно перекидывать контакты – при работе магнитов колесо делало только половину оборота. И он придумал устройство (которое сейчас называют «щетки и коммутатор»), при помощи которого переключение полярности магнитов происходило автоматически и колесо вращалось непрерывно.

  • Сергей Гордеев, директор специализированного автосервиса «Гибрид-сервис», автор профессиональной литературы по гибридам, преподаватель

Гибриды Toyota. Всегда заряжены. Восемь гибридов Toyota на любой вкус

Гибриды Toyota. Всегда заряжены. Восемь гибридов Toyota на любой вкус


Наступило время выбрать себе самозаряжающийся гибрид Toyota. Для 8 различных моделей гибридных автомобилей Toyota, включая столь любимые SUV – RAV4 и C-HR, процентная ставка составляет 0,99% + 6-месячный EURIBOR*.

С новейшими гибридными автомобилями Toyota ты можешь ездить аж до половины времени в электро-режиме**, и его не надо заряжать от внешнего источника – гибриды Toyota всегда заряжены. Выбери свой гибрид № 1!

Your browser does not support the HTML5 Video element.

НАЙДИ СВОЙ ГИБРИД

Открой ссылки и ознакомься с теми моделями Toyota, в выборе двигателей которых доступен самозаряжающийся гибрид Toyota:

Yaris Hybrid – новейший компактный гибридный автомобиль Toyota!

Toyota Yaris Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

C-HR Hybrid – возможно, самый стильный городской SUV!

Toyota C-HR Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Corolla Hybrid хэтчбек – спортивный и вызывающий!

Toyota Corolla Hybrid hečbeks

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Corolla Sedan Hybrid – классический и элегантный автомобиль с новейшими технологиями!

Corolla Sedan Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Corolla Touring Sports Hybrid – практичный, просторный и престижный!

Corolla Touring Sports Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Camry Hybrid – автомобиль бизнес-класса с отличной управляемостью и комфортом!

Toyota Camry Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

RAV4 Hybrid – легендарный SUV Toyota в пятом поколении!

Toyota RAV4 Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Prius – пионер гибридных технологий Toyota, автомобиль как бренд!

Toyota Prius

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

Prius Plug-In Hybrid – самозаряжающийся гибрид для самых требовательных пользователей!

Toyota Prius Plug-In Hybrid

Кликните на маленькие картинки чтобы открыть фото

ПОЛУЧАЙ УДОВОЛЬСТВИЕ ОТ НОВЕЙШИХ ТЕХНОЛОГИЙ КАЖДЫЙ ДЕНЬ!

Гибридные автомобили Toyota позволят тебе сэкономить горючее и снизить расходы, а также предлагают самую низкую эмиссию CO2 в своем классе. Так как все они являются самозаряжающимися гибридами (кроме Prius Plug-in Hybrid), то аккумуляторы не нужно подключать к зарядке, чтобы их зарядить. Прочти часто задаваемые вопросы о гибридах и узнай, что гибриды Toyota могут тебе предложить:

1. НУЖНО ЛИ ЗАРЯЖАТЬ ГИБРИДЫ?

Инновации без неудобств. Кроме Prius Plug-in Hybrid и нового RAV4 Plug-in Hybrid (скоро будет доступен и на нашем рынке), все гибриды Toyota включают новаторскую технологию самозаряжающихся аккумуляторов. Их называют «гибридно-электрическими» или «самозаряжающимися гибридными» автомобилями, поскольку у них есть два источника энергии: бензиновый двигатель и электромотор. Это значит, что в отличие от полностью электрических автомобилей и гибридов Plug-in (заряжаемых от сети), их не надо подсоединять к источнику энергии, чтобы зарядить аккумулятор. Когда аккумулятор гибрида Toyota разряжается, излишняя энергия, вырабатываемая двигателем, его снова заряжает. Но это еще не всё. Наши гибриды оборудованы рекуперативным торможением – при этом генератор вырабатывает электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

2. КАКОВА МОЩНОСТЬ ГИБРИДОВ?

Мощная реакция, когда она необходима. Гибриды Toyota незаметно переключаются между двумя источниками энергии – бензиновым двигателем и электромотором, реагируя на дорожную ситуацию нужным образом при необходимости. При нажатии на педаль акселератора, электромотор гибридного автомобиля обеспечивает мгновенный крутящий момент (или тягу), а на более высокой скорости или при обгоне на трассе он работает вместе с бензиновым двигателем, вырабатывая еще более высокую мощность. С 2,0 л гибридным двигателем в новой Corolla и с 2,5 л гибридным двигателем в новом RAV4 гибриды Toyota показывают лучшую реакцию и мощность без усилий. Например, новый гибрид RAV4 разгоняется с 0 до 100 км/ч только за 8,1 секунду, и мощность тяги его гибридной системы достигает 1650 кг.

3. ЕСТЬ ЛИ ГИБРИДЫ С ПОЛНЫМ ПРИВОДОМ (AWD)?

Гибридный AWD для любых погодных условий. Хотя большинство гибридных автомобилей имеет передний привод, на сегодня в линейке автомобилей доступны и полно-приводные (т.е. 4×4) гибриды Toyota для тех, кому нужны дополнительные возможности в условиях бездорожья или в непогоду. Новый RAV4 Hybrid оборудован современной системой AWD-i, разработанной для обеспечения гораздо лучших характеристик в сложных дорожных условиях и надежной управляемости на скользкой дороге. В дополнение гибридному двигателю Toyota в комбинации c электромотором, приводящим в движение передние колеса, у таких моделей как RAV4 Hybrid AWD есть второй, установленный сзади электромотор, который вращает задние колеса. Это позволяет передать до 30% крутящего момента на задние колеса, обеспечивая точный результат при езде на неровных и скользких поверхностях.

4. НАСКОЛЬКО НИЗКИЙ У ГИБРИДОВ РАСХОД ТОПЛИВА?

Лучшая в своем классе эффективность. Гибриды Toyota в вопросе расхода горючего являются самыми эффективными автомобилями в своем классе. Они фактически не тратят топливо в коротких поездках на низких скоростях или при движении с частыми остановками. Это происходит потому, что они работают только на электромоторе и на гибридном аккумуляторе, если это возможно. Например, расход горючего динамичного гибрида Toyota Corolla начинается всего лишь с 4,5 л /100 км.

Т.к. все гибриды Toyota являются самозаряжающимися, они снабжены технологией рекуперативного торможения – электричество вырабатывается при торможении и накапливается в аккумуляторе. Это позволяет тебе проехать еще дальше, используя только электрический привод, и делает поездку еще эффективнее. Результат? До половины твоих поездок по городу – без расхода горючего, без выхлопных газов и на практически бесшумном приводе.

5. ДОРОГИ ЛИ ГИБРИДЫ В ОБСЛУЖИВАНИИ?

Инновации, которые окупаются. Благодаря преимуществам нашего новаторского рекуперативного торможения, такие детали, как тормозные колодки гибридов Toyota изнашиваются меньше, в результате чего расходы на обслуживание ниже на 5%. Компонентам электромотора и аккумулятора гибридов Toyota не требуется обслуживание, и будучи проверенной технологией, они гораздо надежнее, чем сложные двигатели внутреннего сгорания. На самом деле некоторые механические элементы, например, сцепление, генератор и стартерный двигатель отсутствуют в автомобиле, что еще больше снижает риск непредвиденных расходов в будущем.

6. КАКОЙ ГИБРИД САМЫЙ ПОДХОДЯЩИЙ ДЛЯ МЕНЯ?

Каждый может найти для себя подходящий гибрид. Toyota в 1997 г.  стала первым автопроизводителем в мире, который начал серийное производство самозаряжающихся полных гибридов с легендарной модели Toyota Prius. На сегодняшний день как лидер гибридных технологий более чем с 15 млн. владельцев гибридов по всему миру мы предлагаем широкий спектр различных моделей, которые подходят под любой образ жизни, начиная с гибридного SUV и заканчивая гибридными городскими автомобилями. Будь это динамичный кроссовер C-HR Hybrid или стильный городской автомобиль Yaris Hybrid, полно-приводный RAV4 Hybrid или просторный универсал Corolla Touring Sports Hybrid, мы уверены, что в предложении Toyota ты найдешь для себя подходящий гибридный автомобиль.

ЧТО ТЕБЕ НАДО ЗНАТЬ О ГИБРИДАХ TOYOTA?

ЕЗДИ ТАК, КАК ТЫ ВСЕГДА ЕЗДИЛ!

Разработан в расчете на удобство в использовании. Самозаряжающиеся электро-бензиновые гибриды Toyota незаметно переключаются между источниками энергии, позволяя тебе ездить так, как ты привык или привыкла.

МЕНЬШЕ CO2

Более чистый и экологичный способ вождения. Электрические гибридные автомобили Toyota выделяют меньше CO2, чем аналогичные бензиновые или дизельные автомобили. За последние 23 года мы сэкономили более 120 млн. тонн эмиссии CO2 во всем мире.

ЕЗДИ С УВЕРЕННОСТЬЮ

В качестве доказательства нашей уверенности в созданной нами технологии, мы предлагаем 10-летнюю гарантию для гибридных аккумуляторов Toyota. Toyota предоставляет 5-летнюю гарантию (или гарантию до 150 000 км пробега), и круглосуточную техническую помощь на дороге для каждого своего автомобиля.

НЕ НУЖНО ПОДКЛЮЧАТЬСЯ К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ

Электро-бензиновые гибриды Toyota заряжаются сами – их не нужно подключать к источнику питания (кроме Prius Plug-in Hybrid). Просто садись, пристегивайся и позволь автомашине производить электроэнергию при движении. 

В соответствии с данными WLTP, комбинированный расход горючего актуальных моделей гибридных автомобилей Toyota составляет 3,8–5,8 л/100 км, комбинированная эмиссия CO2 – 87-131 г/км. Все изображения носят иллюстративный характер.

Особые предложения гибридных автомобилей Toyota в силе до 31.12.2020, или пока модели кампании есть в наличии на складе.

*) Самая низкая процентная ставка! Ежемесячный платеж рассчитывается предполагая, что срок аренды 60 месяцев, первый взнос 10%, остаточная стоимость 32% и процентная ставка 0,99% + 6-месячный Euribor (не ниже 0). Комиссионная плата за оформление сделки 1,5%. Общая сумма, подлежащая оплате 16 326,30 €. Расчетные данные калькулятора являются информативными, однако дают представление о размере ежемесячного лизингового платежа. Получая кредит, проявляй ответственность – оцени свои возможности вернуть его! Цены, условия и спецификации могут быть изменены без предварительного уведомления.

**) В соответствии с данными WLTP комбинированный расход топлива 3,8–5,8 л/100 км, комбинированный выброс CO2 87–131 г/км. Изображение носит иллюстративный характер. Предложение действительно до 31.12.2020 или пока автомобили есть в наличии. В основе расчета лежат данные по измерениям, сделанным в период 01.08.2019 –19.08.2020. Тест-драйвы проводились в Латвии на гибридных автомобилях Toyota, оборудованных устройством Driveco. Устройство измеряет время, когда автомобиль едет в электрорежиме (EV), и не тратится горючее. Величина в процентах показывает среднее время езды в режиме EV, и зависит от стиля езды водителя, погодных и дорожных условий, и выбранного маршрута.

Как работают подключаемые гибридные электромобили?

Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) используют батареи для питания электродвигателя и другое топливо, например бензин, для питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Аккумуляторы PHEV можно заряжать с помощью настенной розетки или зарядного оборудования, от ДВС или с помощью рекуперативного торможения. Транспортное средство обычно работает на электричестве до тех пор, пока батарея почти не разрядится, а затем автомобиль автоматически переключается на использование ДВС.Узнайте больше о подключаемых гибридных электромобилях.

Изображение высокого разрешения

Ключевые компоненты подключаемого гибридного электромобиля

Аккумулятор (вспомогательный): В автомобиле с электроприводом низковольтная вспомогательная батарея обеспечивает электроэнергию для запуска автомобиля до включения тяговой батареи; он также питает автомобильные аксессуары.

Порт зарядки: Порт зарядки позволяет транспортному средству подключаться к внешнему источнику питания для зарядки блока тяговых аккумуляторов.

Преобразователь постоянного/постоянного тока: Это устройство преобразует мощность постоянного тока более высокого напряжения от блока тяговых аккумуляторов в мощность постоянного тока более низкого напряжения, необходимую для питания автомобильных аксессуаров и подзарядки вспомогательной батареи.

Электрический генератор: Генерирует электричество от вращающихся колес при торможении, передавая эту энергию обратно в блок тяговых батарей. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют как функции привода, так и функции регенерации.

Тяговый электродвигатель: Используя питание от тягового аккумулятора, этот электродвигатель приводит в движение колеса транспортного средства. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют как функции привода, так и функции регенерации.

Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы двигателя наружу через выхлопную трубу. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор предназначен для снижения выбросов выхлопных газов в выхлопной системе.

Топливозаправочная горловина: Форсунка от топливораздаточной колонки присоединяется к приемнику на автомобиле для заполнения бака.

Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .

Бортовое зарядное устройство: Принимает поступающее электричество переменного тока, подаваемое через порт зарядки, и преобразует его в питание постоянного тока для зарядки тяговой батареи.Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики батареи, такие как напряжение, ток, температура и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.

Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, контролируя скорость тягового электродвигателя и создаваемый им крутящий момент.

Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.

Тяговый аккумулятор: Сохраняет электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.

Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и/или тягового электродвигателя на привод колес.

Что такое гибридный автомобиль? Вот что вы должны знать перед покупкой

Автомобильная промышленность гудит от новых, экологически чистых автомобилей, таких как растущее число гибридных альтернатив.Если вы не уверены, подходит ли вам гибридный автомобиль или даже какой, эта статья ответит на ваши вопросы.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибрид — это тип транспортного средства с бензиновым двигателем, электродвигателем и гибридной батареей. В зависимости от дорожной ситуации гибридные автомобили могут переключаться между бензиновым двигателем и электродвигателем или смешивать оба источника энергии.

Гибридные автомобили в основном используют свой электрический двигатель для движения на низкой скорости, движения накатом и замедления, что зависит от уровня заряда аккумулятора. Когда двигатель не используется, например, когда вы останавливаетесь по сигналу, он полностью выключается. Поскольку гибриды используют двигатель только для ускорения, подъема в гору или когда требуется дополнительная мощность, они чрезвычайно экономичны.

Управление гибридным автомобилем аналогично вождению обычного автомобиля с точки зрения функциональности.Гибриды автоматически заряжают собственную гибридную батарею, устраняя необходимость во внешней зарядной станции или заботу о запасе хода.

Как работают гибридные автомобили?

Существует три типа гибридов, каждый из которых функционирует по-своему.

Параллельные гибридные автомобили

Это самые популярные гибридные автомобили. Колеса автомобиля могут быть созданы в трех аспектах: непосредственно двигателем, только электрическим двигателем или комбинацией обеих систем питания.Он использует только электродвигатель для движения при трогании со скоростью до 15 миль в час, что делает его особенно эффективным для поездок по городу с частыми остановками. По мере увеличения скорости включается бензиновый двигатель, и он больше всего используется при резком ускорении.

Когда вы снижаете скорость или нажимаете на тормоз, технология рекуперативного торможения вырабатывает электричество и сохраняет его в аккумуляторе для последующего использования, увеличивая запас хода автомобиля.

Связанный: HERE Technologies избавляет владельцев электромобилей от беспокойства о запасе хода

Гибридные автомобили с увеличенным запасом хода

Эти гибридные автомобили просто используют свой стандартный двигатель для выработки электроэнергии для генератора, который заряжает батареи.Двигатель никогда не используется для приведения в движение транспортного средства; вместо этого он обеспечивает энергией электродвигатель. Гибриды также можно классифицировать как сильные или умеренные в зависимости от того, сколько у них заряда батареи. Сильные гибриды могут путешествовать дальше только на электроэнергии из-за большей емкости аккумулятора.

Подключаемые гибриды

Как следует из названия, этот тип гибрида можно заряжать, подключая его к электрической розетке, а также заряжая в дороге.По сути, они являются промежуточным звеном между традиционными гибридами и полностью электрическими автомобилями. У них обычный двигатель, но батареи большего размера, чем у типичных гибридов, что позволяет им преодолевать большие расстояния только на электроэнергии, в некоторых ситуациях до 30 миль.

Каковы преимущества гибридного автомобиля?

Вот несколько наиболее значительных преимуществ владения гибридным автомобилем:

Экологичность

Одно из самых больших преимуществ гибридного автомобиля по сравнению с автомобилем, работающим на жидком топливе, заключается в том, что он более экологичный в эксплуатации и имеет больший расход топлива, что делает его более экологичным.Гибридный автомобиль оснащен двумя двигателями: электродвигателем и бензиновым двигателем, что обеспечивает более низкий расход топлива и экономию энергии.

Финансовые льготы

Для повышения доступности гибридных автомобилей предлагается множество льгот и скидок. Использование меньшего количества денег на топливо приводит к меньшему освобождению и ежегодным налоговым расходам от цен на пробки.

Система рекуперативного торможения

Каждый раз, когда вы нажимаете педаль тормоза на гибридном автомобиле, это помогает слегка подзарядить аккумулятор.Появляется встроенная система, которая поглощает генерируемую энергию и использует ее для перезарядки батареи, уменьшая время, необходимое для перезарядки батареи, и необходимость делать это на частой основе.

Снижение зависимости от ископаемого топлива

Гибридный автомобиль производит меньше выбросов и потребляет меньше энергии, что приводит к меньшему загрязнению окружающей среды и меньшей зависимости от ископаемого топлива.В результате отечественная экономика выигрывает от снижения цен на бензин.

Автоматический запуск и остановка

В гибридных автомобилях двигатель автоматически выключается, когда автомобиль останавливается, и перезапускается при нажатии педали акселератора. Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) могут преодолевать большие расстояния на более высоких скоростях, чем обычные гибридные автомобили. Автомобили на водородных топливных элементах производят только теплый воздух и водяной пар, что приводит к снижению выбросов энергии.

Техническое обслуживание гибридных автомобилей

По сравнению с обычными автомобилями, работающими только на ископаемом топливе, гибридные автомобили, как и все автомобили с двигателем и батареями, требуют особого внимания.Самым сложным в обслуживании компонентом является аккумулятор, замена которого обходится довольно дорого. Хотя это может показаться сложной задачей, при надлежащем обслуживании уровень отказов относительно низок.

Перед тем, как праздновать свой «новый» автомобиль, неплохо было бы проверить состояние аккумулятора. Если не хотите трудностей, просто посчитайте лишние деньги и приобретите новый аккумулятор одновременно с гибридным автомобилем. Однако, даже если батарея находится в хорошем состоянии, ее необходимо регулярно обслуживать, чтобы избежать выхода из строя.

Связанный: Обзор Thinkcar Thinkscan Plus S6

Фильтр вентилятора — это наиболее важная операция по техническому обслуживанию высоковольтной батареи, поскольку она обеспечивает эффективный отвод тепла и предотвращает отмирание элементов батареи.

Гибридные автомобили, как и любое другое транспортное средство, имеют свой набор проблем, но это не должно удерживать никого от приобретения автомобиля своей мечты. С другой стороны, они менее затратны в эксплуатации.Помимо экономии топлива, гибридные автомобили не имеют стартеров или генераторов переменного тока, а это означает, что плановое техническое обслуживание обходится дешевле.

Стоит ли покупать гибридный автомобиль?

Если вы большую часть времени ездите по городу и его окрестностям, вам подойдет гибридный автомобиль, потому что вы получите максимум преимуществ от работы только на электричестве, что означает практически бесплатное передвижение. Если вы совершаете много коротких поездок и не нуждаетесь в дополнительной гибкости гибрида, электромобиль может быть лучшим вариантом для вас, поскольку он обеспечит вас дешевым городским транспортом и не загрязняет выхлопные газы.

Так что, если вы хотите его и знаете, как за ним ухаживать, наша рекомендация — берите!

Что такое электромобиль и как он работает?

Читать Далее

Об авторе

Лоуренс Муирури (опубликовано 5 статей)

Лоуренс — энтузиаст автомобильных технологий, который работает внештатным писателем.Он следит за последними новостями и расширяет свои знания, пока не печатает. Помимо писательства, он увлекается фотографией и путешествиями.

Более От Лоуренса Муирури
Подпишитесь на нашу рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

№2560: Первый гибридный автомобиль

Сегодня гибридные автомобили — и четвертый искуситель. Университет Хьюстона Инженерный колледж представляет серию о машинах, которые производят управляют нашей цивилизацией и людьми, чья изобретательность создала их.

Итак, каким был первый гибридный автомобиль на рынке? На одном веб-сайте говорится, что Honda Insight 1999 года, , за которой быстро последовала Toyota. Приус. Теперь я читаю свое издание 1920 года Бензин. Автомобиль. И как будто я смотрю пьесу Т. С. Элиота, Убийство в соборе, про Томаса Бекета.

Позвольте мне объяснить: в одной длинной сцене Томас подвергается искушению, прежде чем встретиться лицом к лицу с убийство за то, что поставил Черча впереди короля. Три призрачных искусителя приходят, чтобы отговорить его, и предлагают обычные блага: безопасность и дружбу, власть и богатство, благословение Папы.Бекет сопротивляется им всем. потом он расслабляется. Эти вещи всегда идут тройками, не так ли? Его испытания закончены.

Но тут появляется четвертый искуситель! Томас кричит: «Кто ты? Я ожидал [всего] три.» Искуситель улыбается: « Я… предшествую ожидания». Затем он предлагает мученичество и святость. Он предлагает Фоме то, что он хочет больше всего, самый жирный приз из всех. Какая моральная дилемма, правильная вещь по неправильной причине!

Итак, вернемся к моей столетней книге об автомобилях: она начинается с названий видов автомобили.И это те, которые мы все знаем: паровые, электрические, бензиновые. — все борются за господство. Но ждать! Книга продолжает перечислять четвертый тип , который, безусловно, опережает наши ожидания. Для этого это бензиново-электрический автомобиль. Есть изображение полного гибридного автомобиля с бензиновым двигателем, приводящим в действие генератор. Генератор, в свою очередь, заряжает аккумуляторы автомобиля.

Автопроизводители с самого начала рассматривали гибридные автомобили. Тот самый в моей книге есть автомобиль Dual Power 1917 года выпуска, построенный компанией Woods Motor. Автомобильная компания.И двигатель, и тормоза приводили в действие электрический генератор. которые заряжали аккумуляторы. Батареи могли либо дополнить скромный 12-сильный двигатель на более высоких скоростях, или они могли привести машину в движение сами по себе.

Автомобиль Woods был полным гибридом, за 82 года до Honda и Toyota. попал в дело. И это было далеко не первое. Уже в 1901 г. автопроизводитель Джордж Фишер экспортировал бензиново-электрические автобусы в Англию. А Строитель из Новой Англии [Knight Neftal] представил комбинированный бензиново-электрический автомобиль год спустя в гонке на выносливость на сто миль.В Канаде появился гибрид рынок 1915г.

Это четвертое автомобильное искушение было в полном расцвете, когда автомобили еще игрушки для богатых. Но только богатые могли позволить себе Woods за 2700 долларов. машина. Генри Форд и другие вскоре все изменили. Когда они это сделали, середина класс быстро пошел с первым искусителем — дешевые газовые тележки с аппетитом за дешевое топливо.

Таким образом, гибридные автомобили зависли — так же правдоподобно, так же слегка неожиданно, как четвертый искуситель Элиота.Но, как и четвертый искуситель, они были правы там все время. В конце концов мы проглотили большую часть нашей дешевой нефти и начали чувствуя щепотку. Только тогда эта четвертая альтернатива возникла из тени, которые позволяли ему оставаться незамеченным в течение очень долгого времени.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересует, как изобретательные умы работай.

(Музыкальная тема)

ГРАММ.У. Хоббс и Б. Г. Эллиотт, 90 158 Бензиновый автомобиль. (Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co., Inc., 1920/1915). Схематическая диаграмма (выше) взята из этот источник.

Д. А. Кирш, Электромобиль и бремя истории. (новый Брансуик, Нью-Джерси: Rutgers University Press, 2000): см. особ. Ч. 7.

Представьте мое удивление, когда после того, как я закончил этот эпизод, я обнаружил, что Кирш (выше) процитировал это из « Четырех квартетов » Элиота :
Что могло быть и что было
Укажите на один конец, который всегда присутствует.
И та же самая идея четвертого искусителя — идея такая близкая, такая знакомый, что мы даже не видим его.

Вот прекрасный отчет о машине Вудса, и краткая онлайн-история гибридных автомобилей. Картина 1424 года (вверху) под названием «Мученичество святого Фомы» любезно предоставлена ​​Wikipedia Commons. Фотографии автомобиля Woods Dual Power, в том числе приведенные ниже, см. эта превосходная веб-страница AutoBlogGreen.

Через несколько месяцев после того, как этот эпизод впервые вышел в эфир, я получил записку от Дэвида Адольфуса, доц.Эд. Хеммингс Мотор Ньюс. Он отметил, что Rambler 1912 года обладал большинством характеристик полностью гибридного автомобиля. И он предоставил принципиальную схему этого автомобиля, показанную ниже:

Подробное руководство по гибридным автомобилям

Руководство GreenCars по гибридным автомобилям

Хотите узнать больше о гибридных автомобилях? Добро пожаловать в наш подробный путеводитель по гибридным автомобилям.

Содержание

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридные автомобили появились в 1997 году с выпуском Toyota Prius.Рекламируя повышенную экономию топлива и снижение выбросов, Prius быстро стал популярным среди многих защитников окружающей среды и знаменитостей, заботящихся об окружающей среде. С тех пор гибриды продолжают расти, и такие автопроизводители, как Toyota, Kia, Honda, Ford, Hyundai и другие, создали гибридные варианты своих самых популярных моделей.

Итак, что такое гибридный автомобиль? Как это работает? И самое главное, стоит ли рассматривать его?

Существует два типа гибридов, использующих комбинацию электроэнергии и бензина.Один из них представляет собой обычное гибридное транспортное средство, часто называемое гибридным электромобилем (HEV), а другой — подключаемым гибридным электромобилем (PHEV). Разница между HEV и PHEV заключается в том, что PHEV можно подключить для перезарядки, тогда как HEV использует рекуперативное торможение для перезарядки. Бензиновый двигатель автомобиля также помогает HEV заряжать аккумуляторную батарею, когда она разряжается. Оба типа гибридов могут снизить расход топлива и выбросы CO2 до 35%.

Таблица ниже дополнительно описывает различия между тремя основными типами электромобилей электромобилей:

Электрические средства (EV) Cheat Sheet
Тип автомобиля Bev Гибриды
Hev Phev
Название Аккумуляторная батарея Электрический автомобиль Гибридный Электрический автомобиль Включение гибридного электромобиля
Тип топлива Батарея только Газ + Батарея газа + батарея
источник топлива зарядное устройство зарядное устройство газа + регенеративное торможение зарядное устройство + газа + регенеративное торможение

Далее мы рассмотрим технологии за Hevs, выделите преимущества и недостатки по сравнению с обычным бензиновым автомобилем, и ч Помогите определить, подходит ли вам гибридный автомобиль.Откроем капот и прыгнем!

Как работает гибридный автомобиль?

Если вы откроете капот гибридного автомобиля, вы увидите, что он очень похож на обычный бензиновый автомобиль, потому что во многом так и есть. Вы увидите двигатель, трансмиссию, ремень ГРМ и т. д. Однако вы заметите, что двигатель часто немного меньше, потому что гибридная батарея обеспечивает дополнительную дополнительную мощность. Это снижает потребность в большом газовом двигателе, потому что он просто не должен работать так тяжело.Чтобы лучше понять, как работает гибридный автомобиль, давайте поговорим обо всех различных компонентах, которые отличают HEV от остальных.

Гибридная батарея

Во всех гибридных электромобилях есть две батареи: вспомогательная батарея и блок тяговых батарей. Вспомогательная батарея служит той же цели, что и в обычном автомобиле с бензиновым двигателем, — для подачи питания на систему зажигания и другие вспомогательные системы (например, радио, электрические стеклоподъемники и т. д.), даже когда двигатель не работает.Тяговый аккумулятор обеспечивает повышенную экономию топлива и ускорение, включая полную мощность, необходимую для ускорения на малых скоростях.

Блок тяговых аккумуляторов обычно изготавливается из никель-металлгидридных (NiMH) или литий-ионных аккумуляторов, сложенных вместе и расположенных рядом с задней осью таким образом, чтобы в случае столкновения аккумулятор был надежно защищен огнеупорным металлическим корпусом. коробка.

Вам может быть интересно, является ли батарея легковоспламеняющейся или взрывоопасной. Аккумуляторы NiMH текущего поколения, используемые в гибридных автомобилях, не являются взрывоопасными.Литий-ионные батареи могут удерживать больший заряд в пределах того же физического пространства, но у этой дополнительной емкости есть потенциальный недостаток. Теоретически ионно-литиевые батареи могут быть взрывоопасными при определенных условиях; однако автопроизводители и независимые испытания показали, что батареи не опасны, поскольку огнеупорный ящик обеспечивает безопасность пассажиров.

Ничто не вечно, и батарейки не исключение. Срок службы батареи может варьироваться в зависимости от пробега и технических характеристик автомобиля.Почти все аккумуляторы со временем изнашиваются, и каждый автомобиль имеет немного различную конфигурацию, что приводит к изменению запаса хода.

Чтобы узнать больше об аккумуляторах, ознакомьтесь с нашим Полным руководством по аккумуляторам для электромобилей.

Гарантия на аккумулятор

Гарантия на механические части обычных бензиновых автомобилей покрывает основные проблемы, связанные с двигателем, трансмиссией и другими важными системами. Гибридные гарантии аналогичны, но помимо механической защиты гибридные батареи часто имеют собственную отдельную гарантию.

Например, Toyota Prius 2020 года выпуска имеет 10-летнюю гарантию на аккумуляторную батарею с пробегом 150 000 миль. Эта гарантия, однако, отличается от гарантии на механические части, которая на момент написания этой статьи составляет восемь лет и 100 000 миль пробега.

Имейте в виду, что каждый автопроизводитель имеет свои собственные условия гарантии на свои автомобили, поэтому мы рекомендуем уделить время тому, чтобы полностью понять, какая марка и модель подходит вам, вашим потребностям в транспорте и как долго вы намерены оставить свой автомобиль.

Вопросы, которые часто возникают в связи с бывшими в употреблении гибридами: что, если я рассматриваю подержанный гибрид, у которого больше нет гарантийного аккумулятора? Если потребуется замена, сколько это будет стоить?

Стоимость аккумулятора зависит от года выпуска и модели автомобиля. В качестве примера, если мы посмотрим на Toyota Prius 2010 года, стоимость нового блока тяговых аккумуляторов колеблется от 3000 до 5000 долларов. Хотя это дорого, стоит отметить, что замена батарей является скорее исключением, чем нормой.Например, Prius часто может проехать до 300 000 миль без замены аккумулятора. Стоимость батарей продолжает снижаться по мере совершенствования технологий.

Гибридная зарядка

Одним из преимуществ вождения PHEV по сравнению с традиционным гибридом является то, что аккумулятор можно заряжать, подключив его к сети дома. Традиционно подключаемый гибрид позволяет вам проехать в полностью электрическом режиме по городу до 30 миль, прежде чем он переключится на использование своего бензинового двигателя.Новые PHEV, такие как BMW X5 Hybrid, могут похвастаться полностью электрическим пробегом в 54 мили благодаря аккумулятору емкостью 24 кВтч.

Вы можете еще больше сократить свои расходы, если воспользуетесь непиковыми тарифами на электроэнергию, которые может предлагать местная электроэнергетическая компания. Как правило, зарядка вашего автомобиля в периоды пикового энергопотребления (когда все остальные в вашем районе не спят и используют электричество) может быть намного дороже, чем если бы вы выполняли тот же цикл зарядки ночью. Знание того, когда взимать плату, является важной частью снижения стоимости владения.

Чтобы узнать больше о зарядке электромобилей, прочитайте наше Полное руководство по зарядке электромобилей.

Рекуперативное торможение

Поскольку HEV нельзя подключить к сети, для перезарядки аккумуляторной батареи должен использоваться процесс, называемый рекуперативным торможением. Чтобы полностью понять рекуперативное торможение, мы должны сделать шаг назад и понять энергетический принцип физики, называемый кинетической энергией. Кинетическая энергия — это энергия движения, а автомобили в движении обладают большой кинетической энергией.

Когда вы нажимаете на тормоз в традиционном транспортном средстве, энергия передается от кузова движущегося транспортного средства к тормозной системе, в результате чего кинетическая энергия (от движения автомобиля) превращается в трение и тепловую энергию по мере замедления транспортного средства. . После долгой поездки вы можете заметить, что ваши тормоза будут горячими. Хотя это трение эффективно при остановке транспортного средства, оно со временем приводит к износу, поэтому тормозные колодки и/или роторы на любом автомобиле в конечном итоге потребуют замены.

Тормозная система гибридного автомобиля отличается от обычной тормозной системы.Как только водитель отпускает педаль акселератора, даже до того, как будет нажата педаль тормоза, система начнет собирать энергию движущегося тела автомобиля, замедляя его. Он делает это, беря механическую энергию и преобразовывая ее в электрическую энергию. Затем эта энергия отправляется в аккумулятор для хранения, где она будет использоваться для питания автомобиля позже.

Итак, помните, что трение и тепло производятся в традиционном автомобиле? В гибриде автомобиль не высвобождается и не растрачивается в виде тепла, а удерживает энергию и использует ее для подзарядки аккумулятора.

Гибриды по-прежнему имеют те же тормозные колодки, что и в обычных автомобилях, но они вторичны по отношению к регенеративной системе. Вот почему тормозные колодки на гибридах могут прослужить до 100 000 миль, поскольку рекуперативное торможение создает большую часть тормозного усилия. Некоторые гибридные водители даже обнаруживают, что, как только они освоятся, они смогут вести большую часть времени, используя только акселератор! (Конечно, каждый должен время от времени нажимать на тормоз, особенно при полной остановке.)

Поток энергии аккумулятора

Водители могут своими глазами увидеть экономию топлива и распределение энергии по всему гибрид.От первого запуска автомобиля до движения по шоссе компьютерная система определяет, в каком из различных режимов вождения она должна работать, и соответствующим образом настраивается. Это может включать режим работы только на газе, режим работы только на электричестве, режим ожидания или режим зарядки. Многие производители будут демонстрировать эти потоки энергии в режиме реального времени — либо на комбинации приборов, либо на центральном экране. У каждого автопроизводителя есть определенные конфигурации, в зависимости от автомобиля, которые будут включаться и отключаться, когда энергия поступает в аккумулятор или выходит из него.Понимание того, почему и когда ваша батарея заряжается или посылает энергию на колеса, может быть довольно интересным. И знание того, когда вы используете больше этого драгоценного заряда батареи, помогает многим водителям ослабить педаль газа, чтобы быть немного более экологичным.

Серия по сравнению с параллельными гибридами

Термин «трансмиссия» используется для описания того, как мощность передается на колеса в любом типе автомобиля. С бензиновой трансмиссией для ускорения требуется топливо. Это топливо поступает из одного источника – бензобака.В гибридах не все так просто. Конструкция трансмиссии важна для гибридов, поскольку она определяет, как механические компоненты автомобиля взаимодействуют с различными электрическими системами, чтобы обеспечить эффективную работу автомобиля.

Целью гибридной трансмиссии является экономия топлива без ущерба для производительности. Для этого в гибридах используется бортовой компьютер, который определяет, сколько энергии поступает от аккумулятора, бензинового двигателя и когда. В HEV используются две основные трансмиссии: последовательная и параллельная.Давайте рассмотрим каждый более подробно.

Как работают серийные гибриды

Конфигурация серийных гибридов не так сложна. Есть электродвигатель и бензиновый двигатель. Когда для движения колес требуется мощность, электродвигатель (и ТОЛЬКО электродвигатель) подает энергию. Электродвигатель может использовать энергию от аккумуляторной батареи или от генератора, работающего от бензинового двигателя, но не от того и другого одновременно. Подумайте о названии серии : то одну, то другую. Имеет смысл, верно?

Таким образом, если аккумулятор полностью заряжен, автомобиль может сначала использовать энергию аккумулятора.Когда батарея почти разряжена, автомобиль включит бензиновый двигатель, чтобы вырабатывать дополнительную мощность для поддержания работы электродвигателя. Переход от одного источника энергии к другому должен быть плавным.

Преимущества:
  • Батарейный пакет обеспечивает большинство мощности
  • Идеально для городского и пригородного вождения
  • бензиновые двигатели меньше и эффективнее, чем обычные
Недостатки:
  • дорого приобрести, так как требуется аккумулятор большей емкости
  • Не столь эффективен при движении по длинным маршрутам или по шоссе
Примеры автомобилей:
  • Chevrolet Volt, Honda Insight, Hyundai Ioniq, BMW i3 с расширителем диапазона

Как Parallel Hybrids Work

В отличие от серийных гибридных трансмиссий (где только электродвигатель может приводить в движение колеса, а бензиновый двигатель фактически служит только его резервным генератором), параллельная трансмиссия может передавать мощность на дорожное покрытие с помощью электродвигателя или газа. двигатель напрямую.Бортовой компьютер определит, что лучше для данного стечения обстоятельств, и сделает выбор за водителя.

Так как есть два двигателя, они могут работать бок о бок, приводя машину в движение. Это позволяет бортовому компьютеру постоянно отслеживать потребность в ускорении и решать, какой двигатель (электрический или бензиновый) будет лучше.

Например, если вы уже движетесь, но вам нужно увеличить мощность, например, выехать на автостраду и набрать скорость, параллельный гибрид может заставить работать бензиновый двигатель.Но когда вы сидите на красный свет, а загорается зеленый, тот же автомобиль может выбрать электродвигатель и его легко доступный крутящий момент, чтобы как можно скорее разогнать вас до 30 миль в час. Кроме того, когда бензиновый двигатель не используется непосредственно для подачи мощности на колеса, он включится, чтобы действовать как генератор для зарядки аккумулятора, когда это необходимо.

Существует также концепция серийно-параллельного гибрида, которая позволяет электродвигателю и бензиновому двигателю одновременно приводить в движение колеса. Этот тип гибрида обсуждается ниже, когда мы рассматриваем Prius.

Преимущества:
  • Двигатель и электродвигатель могут напрямую подавать крутящий момент на колеса одновременно
  • Двигатель бензина менее Compact, чем те, которые используются в серии гибридов
      • Сложная конструкция может быть сложной для ремонта
      • Не так эффективна при местном вождении – например, при движении с частыми остановками
      Рассвет Prius: сочетание серии и параллели

      Prius происходит от латинского слова Primus, означающего «первый».«Toyota Prius, безусловно, оправдывает свое название. Это был первый серийный гибрид. Он также в некоторой степени уникален, потому что это был первый автомобиль, в котором сочетались последовательная и параллельная трансмиссии, что означает, что он может приводиться в действие газовым двигателем или электродвигателем, или обоими одновременно. Это иногда называют «последовательно-параллельным» гибридом, что, если подумать, похоже на гибрид внутри гибрида!

       

      Такое разделение мощности возможно благодаря планетарной передаче, которая была введена в Prius второго поколения.Не вдаваясь в технические подробности, электродвигатель прикреплен к коробке передач, которая соединяет бензиновый двигатель, электродвигатель и генератор в одно целое. Шестерня перемещается в зависимости от мощности, требуемой автомобилем. Двигатель является последней из передач, поэтому изначально электродвигатель и генератор работают максимально долго; бензиновый двигатель запускается только тогда, когда они не могут удовлетворить потребности в мощности.

      По состоянию на 2020 год продано более 6,1 миллиона автомобилей Prius, Prius продолжает доминировать на рынке гибридных автомобилей, но в этом году по продажам его обогнал внедорожник RAV4.Фактически, на сегодняшний день Toyota продала более 15 миллионов автомобилей с гибридными моделями, включая линейку Lexus, и производит 44 гибридные модели по всему миру. Однако впереди нас ждут проблемы, поскольку популярность электромобилей продолжает расти из-за снижения сложности, стоимости и уменьшения выбросов углекислого газа. Далее давайте рассмотрим, чем HEV отличаются от электромобилей.

      В чем разница между гибридом и электромобилем?

      Основное различие между стандартным гибридом и электромобилем заключается в том, что гибридный автомобиль получает часть своей мощности от неэлектрического источника энергии, такого как бензин.Электромобили, такие как модели Nissan Leaf, Ford Focus Electric или Tesla, работают исключительно на электричестве. Как только батарея разрядится, электромобиль необходимо зарядить либо дома, либо на зарядной станции. В большинстве гибридов вы можете заправиться бензином, чтобы завершить поездку.

      Чтобы получить общее представление о полностью электрических автомобилях (также известных как аккумуляторные электромобили, электромобили или электромобили для краткости), ознакомьтесь с нашим Полным руководством по электромобилям.

      Аналогичная технология

      Электромобиль называется электромобилем (EV), аккумуляторным электромобилем (BEV) или автомобилем с нулевым уровнем выбросов (ZEV).В этой статье мы будем называть электромобили просто EV.

      Аналогичные технологии, используемые гибридами и электромобилями, включают аккумуляторную технологию и рекуперативное торможение. Разница в том, что гибриды имеют меньший запас хода и размер батареи по сравнению с электромобилями. Это предусмотрено конструкцией, поскольку в гибридных автомобилях мощность дополняется двигателем внутреннего сгорания. Электромобили, однако, должны быть подключены к сети для подзарядки.

      Рекуперативная зарядка обеспечивает питание как электромобилей, так и гибридов, но ее эффективность зависит от автомобиля и условий.Например, зимой рекуперативное торможение менее эффективно, чем летом. В среднем возврат энергии составляет от 10 до 27%. Чтобы узнать больше об батареях, ознакомьтесь с нашим руководством по батареям и диапазону.

      Не все гибриды можно заряжать

      Если не указано, что это PHEV, гибриды, такие как оригинальный Prius, нельзя подключать к источнику питания для зарядки. Благодаря тому, что для подзарядки не требуется подключение к розетке, гибридные электромобили отлично подходят для водителей, которым нужна эффективность снижения расхода бензина без использования зарядного оборудования.Водители, которые живут в многоквартирных домах или предприятиях, осуществляющих доставку в городских районах, также могут извлечь выгоду из беспроблемной эффективности HEV.

      Обратите внимание, что PHEV также не нужно заряжать, так как вы можете ездить на PHEV на 100 % на бензине; однако это сведет на нет экономию топлива, полученную за счет использования электричества в качестве топлива. Чтобы узнать больше о подключаемых гибридных электромобилях, ознакомьтесь с нашим руководством по подключаемым гибридам.

      Стоимость обслуживания гибрида

      Многие автопроизводители с годами внедряют гибриды, надежные модели, которые требуют минимального обслуживания, помимо того, что требуется бензиновому автомобилю.Это включает в себя традиционное техническое обслуживание, такое как замена шин, замена масла, замена охлаждающей жидкости и т. д.

      Затраты на техническое обслуживание могут немного возрасти, если техническое обслуживание связано с неисправной аккумуляторной батареей, кислородными датчиками или системами улавливания паров топлива. Хотя эти проблемы не являются обычным явлением, важно отметить, что дополнительная сложность гибридной системы может потребовать более специализированного технического специалиста и, как следствие, может увеличить стоимость некоторых ремонтных работ. Электромобили

      , с другой стороны, дешевле в обслуживании, чем бензиновый автомобиль или гибрид, потому что в двигателе меньше движущихся частей.Нет необходимости менять масло, менять трансмиссионную жидкость или изнашивать ремни ГРМ. Эти дополнительные преимущества могут оказать положительное влияние на общую стоимость владения.

      Подходит ли вам гибрид?

      Ответ на самом деле зависит от ваших привычек вождения. Если ваша поездка на работу позволяет вам совершать короткие поездки в условиях городского движения, аккумулятор подключаемого гибридного электромобиля (PHEV) или гибридного электромобиля (HEV) с серийной трансмиссией обеспечит большую часть необходимой мощности.Если вы часто ездите по шоссе, гибрид с параллельной или последовательно-параллельной трансмиссией может подойти вам лучше всего. И хотя последний не уменьшит потребление бензина полностью, как полностью электрический автомобиль, он все же обеспечит экономию топлива по сравнению с обычным бензиновым автомобилем.

      Короче говоря, гибрид снизит ваши расходы на бензин, тогда как полностью электрический автомобиль устранит традиционные затраты на топливо. Тем не менее, оба уменьшат ваш углеродный след. Гибриды имеют более энергоэффективные двигатели и дешевле в обслуживании, чем традиционные автомобили с бензиновым двигателем.

      Гибрид может стать отличной инвестицией и сэкономить много денег с течением времени. Хотя покупка заранее может быть немного дороже, если вы посмотрите на общую стоимость владения (снижение расходов на топливо, меньшее обслуживание и т. д.), экономия со временем будет увеличиваться.

      Многих людей привлекают гибридные автомобили из-за их топливной экономичности, и некоторые из этих автомобилей более экономичны, чем другие. Например, Hyundai Ioniq Hybrid расходует, по оценке EPA, 58 миль на галлон в смешанном цикле.Toyota Prius расходует 56 миль на галлон, а Honda Insight — 52 мили на галлон.

      Сегодня гибридные автомобили бывают всех форм и размеров. Если вы ищете гибридный внедорожник, сегодня самые популярные модели включают Toyota Highlander Hybrid и RAV4 Hybrid, Honda CR-V Hybrid и Subaru Crosstrek Hybrid.

      Кроме того, некоторые новые гибридные и подключаемые гибридные автомобили имеют право на ряд скидок и поощрений, включая федеральный налоговый кредит в размере до 7500 долларов США для PHEV и 4543 долларов США для HEV.Здесь вы можете увидеть, где все марки и модели электромобилей получают налоговые льготы. Чтобы узнать больше о мире электромобилей, посетите наше Полное руководство по электромобилям.

      Как работают гибриды — Подробная информация о технологии гибридного привода Toyota Hybrid Synergy Drive

      Компоненты гибрида Toyota

      Газовый двигатель

      Основным источником энергии для гибридов Toyota остается бензиновый двигатель. Но это не ваши обычные силовые агрегаты. Они созданы для высокой эффективности и низкого уровня выбросов.Гибриды Prius и Camry работают от четырехцилиндрового двигателя с циклом Аткинсона с высокой степенью расширения. Двигатели, работающие по циклу Аткинсона, выжимают оптимальную энергию из сгорания бензина, увеличивая степень расширения и извлекая все до последней капли энергии из газовоздушной смеси. Для большей мощности Highlander Hybrid оснащен двигателем V6 с циклом Отто, который повышает эффективность за счет сжатия топливной смеси перед воспламенением.

      Электродвигатель привода

      В результате собственных технологий Toyota и работы, проделанной над чисто электрическими транспортными средствами, электрический приводной двигатель представляет собой двигатель синхронного типа переменного тока, использующий постоянные неодимовые магниты и ротор, состоящий из пластин из электромагнитной стали, расположенных друг над другом.Поскольку магниты расположены в оптимальной V-образной конфигурации, двигатель обеспечивает высокую мощность и крутящий момент.

      Блок управления питанием

      Блок управления мощностью — это мозг гибридной системы, объединяющий мощность газового двигателя и электродвигателя таким образом, чтобы он был бесшовным и достигал высочайшего уровня производительности. Устройство содержит инвертор для преобразования постоянного тока от батареи в переменный ток для запуска электродвигателя и преобразователь постоянного тока в постоянный для получения тока 12 В.Кроме того, высоковольтная силовая цепь устройства повышает напряжение источника питания, что позволяет снизить ток и, следовательно, уменьшить размер инвертора. Больше силы. Меньше места.

      Высоковольтная батарея

      Гибридный никель-металлгидридный аккумулятор Toyota HV никогда не нужно подключать к сети. Это связано с тем, что аккумулятор постоянно перезаряжается либо газовым двигателем через генератор в крейсерском режиме, либо электродвигателем во время замедления и регенеративное торможение.И последняя батарея была дополнительно улучшена за счет улучшенного материала электродов и новой структуры соединения между элементами батареи. Тесты показывают, что батарея сохраняет работоспособность до 300 000 км без износа.

      Генератор

      Синхронный генератор переменного тока — это то, что нужно для зарядки аккумулятора и питания мощного электродвигателя привода (или двигателей, в случае Highlander Hybrid) по мере необходимости. Чтобы обеспечить оптимальную мощность двигателя, генератор вращается на высоких скоростях, что увеличивает диапазон оборотов в минуту с обычных максимальных 6500 до колоссальных 10 000 об/мин.Более высокая частота вращения увеличивает подачу мощности в области средних скоростей и улучшает ускорение в диапазоне низких/средних скоростей. В результате вы получаете больше мощности, когда она вам нужна, без дополнительного сжигания топлива.

      Планетарная передача (устройство разделения мощности)

      Разделяя мощность на два пути: механический и электрический, планетарная передача, также известная как «гибридная трансмиссия», может передавать мощность между двигателем, мотором/генератором и колесами практически в любой комбинации, какую только можно себе представить.Непосредственно связанный с двигателем вращающийся вал водила планетарной передачи внутри зубчатого механизма способен передавать движущую силу на внешнее зубчатое колесо и внутреннюю солнечную шестерню с помощью шестерен. С другой стороны, вращающийся вал зубчатого венца напрямую связан с двигателем. Он передает тяговое усилие на колеса, а вал вращения солнечной шестерни напрямую связан с генератором. Расскажите о включении передач.

      Производительность системы

      Пуск

      При трогании с места, остановке на перекрестках и светофорах или движении на малой скорости автомобиль приводится в действие исключительно электродвигателем привода, получая энергию от гибридной батареи через блок управления питанием.Это не только экономит топливо и приводит к нулевым выбросам, но и электродвигатель также помогает процессу ускорения, мгновенно обеспечивая максимальный крутящий момент. Назовите это беспроигрышной ситуацией.

      Ускорение

      Когда автомобилю необходимо быстро разогнаться, например, чтобы обогнать другой автомобиль на шоссе, двигатель и электродвигатель объединяются, чтобы обеспечить плавное и мощное ускорение. Гибридная батарея вносит свою лепту, обеспечивая дополнительную энергию, необходимую для увеличения мощности привода.Сочетание прямой механической энергии от двигателя и электрической энергии от двигателя вместе с бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением (ECVT) обеспечивает быстрое ускорение, когда оно больше всего необходимо.

      Круиз

      Во время движения и в нормальных условиях вождения и бензиновый двигатель, и электродвигатель подают мощность на колеса. На более высоких скоростях бензиновый двигатель выполняет большую часть работы, а электродвигатель включается, когда это необходимо; на более низких скоростях все наоборот.Мощность двигателя распределяется между колесами и генератором для максимальной эффективности посредством планетарной передачи. Генератор приводит в действие электродвигатель, а также помогает заряжать гибридную батарею от избыточной мощности двигателя. Вот почему она называется системой Hybrid Synergy Drive: все вместе работает плавно, обеспечивая потрясающие результаты.

      Замедление/Тормоз

      Для большинства автомобилей торможение означает потерю энергии из-за тепла и трения. Но когда вы убираете ногу с педали акселератора или нажимаете на тормоз гибридного автомобиля Toyota, вы на самом деле помогаете перезарядить аккумулятор и повысить эффективность системы.Благодаря системе рекуперативного торможения кинетическая энергия колес преобразуется в электричество и передается электродвигателем на блок управления мощностью, а затем сохраняется в гибридной батарее. Другими словами, электродвигатель становится генератором, приводимым в движение колесами автомобиля. Эта система особенно эффективна при езде по городу с частыми остановками. Повторно используемая энергия — теперь есть концепция.

      Реверс

      Когда вы включаете заднюю передачу гибридного автомобиля, в нормальных условиях будет работать только электродвигатель привода.Это потому, что блок управления мощностью выключает бензиновый двигатель, когда он не нужен — на низких скоростях или при движении накатом. На самом деле бензиновый двигатель включается только при движении задним ходом, чтобы зарядить гибридную батарею.

      гибридных автомобилей | Руководства и статьи Eartheasy

      Единственным потребительским решением, которое большинство людей принимает и которое оказывает наибольшее влияние на окружающую среду, является выбор автомобиля, на котором мы ездим.

      Гибридные автомобили предлагают водителям инновационный, эффективный и доступный вариант.После многих лет разработки «на дороге» газоэлектрические гибридные автомобили стали практичным выбором для потребителей. Toyota Prius, самый успешный гибридный автомобиль для массового рынка и самый продаваемый гибридный автомобиль, находится на рынке США уже шестнадцатый год. Сегодня большинство автопроизводителей следуют их примеру, создавая гибридные версии популярных моделей на стадии планирования или в настоящее время в производстве.

      Гибридный автомобиль оснащен небольшим экономичным газовым двигателем в сочетании с электродвигателем, который помогает двигателю при ускорении.Электродвигатель питается от аккумуляторов, которые автоматически подзаряжаются во время движения.

      Существует два типа бензиново-электрических гибридных автомобилей: параллельный гибрид и последовательный гибрид. В параллельном гибридном автомобиле бензиновый двигатель и электродвигатель работают вместе, чтобы двигаться вперед, в то время как в последовательном гибриде бензиновый двигатель либо напрямую приводит в действие электродвигатель, который приводит в движение автомобиль, либо заряжает аккумуляторы, которые питают двигатель.

      Гибридные автомобили также становятся более эффективными с:

      • Меньшие и более эффективные двигатели.
      • Рекуперативное торможение: Электродвигатель, приводящий в движение гибрид, также может замедлять автомобиль. В этом режиме электродвигатель работает как генератор и заряжает аккумуляторы, пока машина тормозит.
      • Периодическое отключение двигателя: Когда гибридный автомобиль останавливается в пробке, двигатель временно отключается. Он перезапускается автоматически при включении передачи.
      • Усовершенствованная аэродинамика: Для уменьшения лобового сопротивления
      • Шины с низким сопротивлением качению (LLR): Узкие, более жесткие шины имеют меньшее сопротивление
      • Легкие материалы: Повышает эффективность гибридных автомобилей.

      Гибридные автомобили стоят дороже, чем их негибридные аналоги, но благодаря постоянному развитию технологий надбавка к цене на гибридные автомобили снижается. Ожидается, что новые доступные по цене гибридные седаны и улучшенные версии существующих гибридов увеличат долю гибридного рынка как минимум вдвое всего за пять лет, с примерно 2,5 процента в 2010 году до 5 процентов или выше сегодня.

      Более поздняя разработка в области гибридных технологий — «подключаемые» гибридные автомобили. Эти модели предлагают те же преимущества, что и гибридные автомобили, с дополнительным преимуществом, заключающимся в возможности подключения к домашней электрической розетке для подзарядки, когда автомобиль не используется.Это расширяет диапазон для режима вождения «только на электричестве», что приводит к увеличению пробега и экономии топлива.

      Гибридные автомобили, перечисленные здесь и показанные ниже на этой странице, теперь доступны в Северной Америке. (Список неполный.) Существуют также «мягкие гибридные» модели, которых нет в этом списке из-за их более низких рейтингов экономии топлива.

      Что такое гибрид, самозаряжающийся гибрид и подключаемый гибрид?

      (Pocket-lint) — Термин «самозаряжающийся гибрид» ворвался на сцену за последние несколько лет, и многие люди комментировали владельцам подключаемых гибридов, что вместо этого им следовало бы получить «самозаряжающуюся» модель.

      Но что на самом деле означают все эти разговоры о гибридах? Давайте объясним, что представляют собой все эти гибридные автомобили.

      Что такое гибридный автомобиль?

      В чистом виде гибрид — это автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и аккумулятором. Он использует комбинацию обоих источников энергии, чтобы вы могли управлять автомобилем, и существует широкий спектр различных типов и конфигураций гибрида.

      Все гибриды управляют потоком энергии автоматически, и многие из них позволяют вам при желании управлять автомобилем исключительно на электричестве (от аккумулятора).Это означает, что автомобиль работает без выхлопных газов и тихо, без шума работающего двигателя.

      Вообще говоря, целью гибридных автомобилей является сокращение выбросов выхлопных газов и сокращение традиционного расхода топлива, что позволяет снизить расходы на автомобили и в некоторых ситуациях уменьшить загрязнение воздуха. В некоторых регионах действуют также сниженные ставки, когда речь идет об экологических сборах или налогах.

      Pocket-lint

      Что такое самозаряжающийся гибрид?

      Самозаряжающийся гибрид — это маркетинговый термин, который Lexus и Toyota действительно собираются использовать.Он широко используется в рекламе и используется для различения подключаемых гибридов и тех, у которых нет возможности их подключить. 

      На самом деле самозаряжающийся гибрид — это обычный гибрид. В приведенной ниже рекламе Lexus, кажется, хвастается преимуществом «отсутствия розеток», но на самом деле все гибриды в определенной степени самозаряжаются (как и электромобили).

      Гибридные автомобили используют регенерацию для подзарядки аккумулятора: вместо торможения за счет трения и превращения этой кинетической энергии (движения вперед) в тепло через тормоза, он использует ее для запуска генератора для подзарядки бортового аккумулятора.Они также могут использовать двигатель для прямой подзарядки аккумулятора.

      Таким образом, самозаряжающиеся гибриды лучше подходят для движения с частыми остановками: если вы едете только с постоянной скоростью по автомагистрали, возможности рекуперации энергии снижаются. И вы когда-либо сможете проехать только милю или две на одной батарее, прежде чем двигатель запустится и зарядит батарею. В конечном счете, помните, что вы не можете получить энергию из ниоткуда, поэтому, если вы не подключите ее, вы будете использовать двигатель внутреннего сгорания для этой мощности.

      Классический пример обычного или самозаряжающегося гибрида — Toyota Prius. По сути, это автомобиль, который начал революцию в гибридных силовых агрегатах, и многие модели Toyota и Lexus предлагают эту технологию.

      Итак, самозаряжающийся гибрид — это гибрид, который нельзя подключить. Вот несколько примеров:

      Pocket-lint

      Что такое подключаемый гибрид?

      Подключаемые гибриды (или PHEV — подключаемый гибридный электромобиль) имеют то преимущество, что вы можете заряжать аккумулятор, подключив его к сети.Это означает, что вы не зависите только от восстановления энергии за счет регенерации для зарядки аккумулятора или от использования двигателя в качестве генератора для его зарядки.

      Это означает, что вы можете уехать из дома, зная, что батарея полностью заряжена. Поскольку аккумуляторы подключаемых гибридов больше, чем аккумуляторы самозаряжающихся гибридов (как правило, вы можете проехать около 30 миль только на аккумуляторе), вы можете совершать городские или местные поездки в режиме аккумулятора, переключаясь на двигатель только тогда, когда вы находитесь на больших дорогах, где запас хода может быть проблемой.

      Регенерация при торможении по-прежнему работает на подключаемом гибриде, как и на «самозаряжающемся» гибриде, так что, по сути, вы ничего не теряете. Подключаемые гибриды широко доступны, но обычно они дороже, чем тот же автомобиль, что и обычный гибрид, из-за приспособлений, необходимых для зарядки, и большей батареи.

      Hyundai Ioniq и Toyota Prius доступны в виде обычного гибрида или подключаемого гибрида, и разница в цене между ними составляет около 5000 фунтов стерлингов, но обе эти подключаемые модели также имеют аккумуляторы большей емкости, предлагая большую мощность и многое другое. дальность полета только на электричестве.Недостатком подключаемого гибрида является то, что запас хода на электротяге минимален, и опять же, если вы не ездите с частыми остановками, батарея быстро разряжается и остается (буквально) мертвым грузом, так что экономия на автомагистрали невозможна. хорошо.

      Вот несколько примеров: 

      Pocket-lint

      Что такое мягкий гибрид?

      Мягкий гибрид, возможно, не должен быть в этом списке. Но, в соответствии с нашим начальным определением того, что такое гибридный автомобиль, мы включаем его сюда.

      Мягкий гибрид — это автомобиль, который помимо двигателя внутреннего сгорания имеет аккумуляторную батарею, работающую от вторичной электрической системы.Эту систему можно использовать для разгрузки двигателя, тем самым снижая расход топлива.

      У Audi, например, есть система MHEV (мягкий гибридный электромобиль), которая позволяет автомобилю двигаться по инерции с выключенным двигателем до 40 секунд, а также раскручивает двигатель до нужной скорости для улучшения управляемости. динамику вождения автомобиля и улучшить опыт остановки-старта. Сообщается, что экономия топлива составляет около 0,7 литра на 100 км.

      В то время как самозарядные и подключаемые гибриды, вероятно, будут чем-то, что вы пойдете и намеренно купите, потому что хотите уменьшить выбросы выхлопных газов, MHEV имеет меньшее преимущество.Вот несколько примеров:

      Какой гибрид лучше?

      В конечном счете, если целью является снижение экологических издержек, связанных с ездой на автомобиле, предпочтительнее подключаемый гибрид. Это позволит вам использовать автомобиль для коротких поездок полностью от аккумулятора — школьные поездки, еженедельные покупки, возможно, ваши поездки на работу — так что вы можете заряжать дома и снижать как выбросы, так и расходы на топливо.

      Когда дело доходит до снижения расходов на топливо в любых условиях, гибриды не так хороши при длительных поездках по автомагистралям, потому что аккумулятор действительно не предлагает большой помощи, и обычно обычный дизель дешевле в эксплуатации (по стоимости топлива), чем гибрид.Здесь схема MHEV может быть более эффективной, поскольку это в основном дизель с некоторыми дополнительными показателями эффективности.

      Лучшие электромобили 2022 года: лучшие автомобили с батарейным питанием, доступные на дорогах Великобритании Крис Холл · · Обновлено

      Посмотрите наш список лучших электромобилей, доступных для покупки.Лучшие автомобили с батарейным питанием, подходящие для дорог Великобритании.

      В конечном счете, если вы хотите сократить как выбросы, так и расходы на топливо при поездках на большие расстояния, вам может подойти чисто электрический двигатель. Теперь, когда пробег в 300 миль становится все более распространенным явлением, а перезарядка стоит значительно меньше, чем бак дизельного топлива, а выбросы выхлопных газов отсутствуют, только те, кто хочет увеличить расстояние без остановки для зарядки, могут бороться с электромобилем.

      Автор Крис Холл.

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.