Гибридный двигатель принцип работы: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Гибридный двигатель — принцип работы (видео)

  Тема некоторой классификации двигателей гибридов уже немного обсуждалась в статье «Некоторые сокращения (акронимы) электромобильной тематики. Или в чем разница между PHEV и BEV». В данном материале делается уклон на понимание общего принципа работы гибридного двигателя на примерах видео гибридов от Volvo и Toyota.

Принцип работы гибридного двигателя от Volvo

   Изначально электрический привод использовался в железнодорожном транспорте и сверхтяжелых (карьерных) самосвалах. Это обусловливается тем, что передать крутящий момент на колеса крупногабаритного транспортного средства механическим способом довольно сложно. Общий принцип работы двигателя гибрида заключается в том, что обычный двигатель внутреннего сгорания приводит в действие электрогенератор, электроэнергия от которого, через схему управления, питает электродвигатели, которые, в свою очередь, заставляют передвигаться транспортное средство. Такая себе электростанция на колесах, работающая во благо своего же движения.

  Гибридные машины используют тот же принцип за некоторым исключением. Первоочередным является использование аккумуляторных батарей. Следует учесть, что батарея гибридного автомобиля имеет меньшую емкость, нежели аккумулятор электромобиля, следовательно, она легче и компактнее.  

Гибридный двигатель изначально разрабатывался с целью уменьшения числа вредных выбросов в атмосферу, что является предпочтительным для городского транспорта. Данная система приводит к снижению выбросов оксида азота на 50%, а сажи и углеводородов на 90%. В сравнении с обычными автобусами и дизельными двигателями экономия топлива гибридных машин составляет 60%, а увеличение стартового ускорениея на 50%.
   На данный момент, гибридные автомобили в Украине можно купить таких моделей как Lexus RX450h, LS600h, GS450h, Nissan Altim hybrid, Toyota Prius, Honda Civic Hybrid и т.д.

Принцип работы двигателя гибрида от компании Toyota ( гибрид Toyota Prius)

что это, принцип работы, плюсы и минусы


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

Что такое гибридный автомобиль


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

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

Принцип работы гибридного автомобиля


Все гибридные машины, которые выпускаются в настоящее время, можно условно разделить на 3 категории, в зависимости от того, как двигатели соединены с колёсами:
  • Последовательная схема — мотор одного типа питает или запускает мотор другого типа, который и приводит автомобиль в движение.
  • Параллельная схема — самый простой и дешёвый тип «гибридов», где электромотор и ДВС работают независимо друг от друга.
  • Последовательно-параллельная схема — каждый тип двигателя может работать в одиночку или в паре с другим типом.

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

Устройство гибридного автомобиля

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

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

Более подробный разбор принципов работы гибридных установок, есть у нас в статье «Особенности гибридных автомобилей: отличия PHEV, REX и «Приусов» (+видео)»

Плюсы и минусы гибридного автомобиля


Сначала стоит обратить внимание на сильные стороны электропривода как такового:
  • очень высокий КПД, доходящий до 90%;
  • мгновенно запускается и останавливается;
  • не требует переключения передач;
  • одинаково работает в обоих направлениях;
  • очень динамичен — быстро разгоняет авто;
  • полное отсутствие шума и грязного выхлопа.

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

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

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

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

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

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

Видео о работе гибридного автомобиля, а также его плюсы и минусы:


Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!


Ключевые теги: гибридный двигатель, устройство автомобиля, двигатель

принцип работы, устройство и схемы электромотора

Появление гибридных автомобилей стало вынужденной мерой автопроизводителей в переходный период от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на углеводородном топливе к более чистым силовым установкам. Технологии ещё не позволяли создать полноценный электромобиль, машину на топливных элементах или какой-нибудь ещё из большого списка, теоретически возможных направлений развития автономного транспорта, а потребность уже созрела.

Содержание статьи:

Правительства начали сильно зажимать автопром экологическими требованиями, а потребителям хотелось увидеть качественный шаг вперёд, а не очередные микроскопические улучшения известного не первое столетие мотора на одном из продуктов переработки нефти.

Какой автомобиль называют «гибридом»

Силовой агрегат промежуточного этапа стал представлять собой комбинацию из уже отработанной конструкции ДВС и одного или нескольких электромоторов.

Электрическая часть тяговой установки получает питание от генераторов, связанных механически с бензомотором или дизелем, аккумуляторных батарей и системы рекуперации, возвращающих в накопитель энергию, выделяющуюся при торможении автомобиля.

Все многочисленные схемы практической реализации идеи получили название гибридов.

Читайте также: Что такое тормозной суппорт и как он работает

Иногда производители вводят в заблуждение клиентов, называя гибридами системы, где электропривод используется лишь для запуска основного мотора в режиме «старт-стоп».

Поскольку связи электродвигателей с колёсами и возможности движения на электротяге здесь нет, то такие машины к гибридным относить некорректно.

Принцип работы гибридных двигателей

При всём разнообразии конструкций у подобных машин есть и общие черты. Но отличия настолько велики с технической точки зрения, что фактически это разные автомобили со своими преимуществами и недостатками.

Устройство

В состав любого гибрида входят:

  • двигатель внутреннего сгорания со своей трансмиссией, бортовой низковольтной сетью питания и топливным баком;
  • тяговые электродвигатели;
  • накопительные аккумуляторные батареи, чаще всего достаточно высоковольтные, состоящие из последовательно и параллельно соединённых аккумуляторов;
  • силовая электропроводка с высоковольтной коммутацией;
  • электронные блоки управления и бортовые компьютеры.

Обеспечение всех режимов работы комплексной механической и электрической трансмиссии обычно происходит автоматически, на водителя возложено только общее управление движением.

Схемы работы

Соединить между собой электрическую и механическую составляющие можно разными способами, со временем выделились устоявшиеся конкретные, часто применяемые схемы.

Это не относится к позже появившейся классификации привода по удельной доли электротяги в общем энергетическом балансе.

Последовательная

Самая первая схема, наиболее логичная, но сейчас мало используемая в легковых автомобилях.

Основной её задачей стала работа в тяжёлой технике, где компактные электрические узлы успешно заменили громоздкую механическую трансмиссию, которой к тому же очень трудно управлять. Двигатель, как правило это дизель, нагружен исключительно на электрогенератор и с колёсами прямо не связан.

Вырабатываемый генератором ток может использоваться для заряда тяговой батареи, а там, где она не предусмотрена, отправляется непосредственно к электромоторам.

Тебе на заметку: Причины быстрого износа деталей тормозной системы

Их может быть один или несколько, вплоть до установки на каждое колесо автомобиля по принципу так называемых мотор-колёс. Величину тяги регулирует силовой электрический блок, а ДВС может постоянно работать в самом оптимальном режиме.

Параллельная

Эта схема сейчас наиболее распространена. В ней электромотор и ДВС работают на общую трансмиссию, а электроника регулирует оптимальное соотношение расхода энергии каждым из приводов. Связь с колёсами имеют оба двигателя.

Поддерживается режим рекуперации, когда при торможении электромотор превращается в генератор и подзаряжает накопительную батарею. Некоторое время автомобиль может двигаться только на её заряде, основной ДВС заглушен.

В ряде случаев используется батарея значительной ёмкости, снабженная возможностью внешнего заряда от бытовой сети переменного тока или специализированной зарядной станции.

В целом роль аккумуляторов тут невелика. Зато упрощается их коммутация, здесь не нужны цепи опасного высокого напряжения, а масса батареи значительно меньше, чем у электромобилей.

Смешанная

В результате развития техники электропривода и ёмкости накопителей роль электромоторов в создании тягового усилия увеличилась, что привело к появлению наиболее продвинутых систем последовательно-параллельной схемы.

Здесь старт с места и движение на небольших скоростях производятся на электрической тяге, а ДВС подключается лишь, когда потребуется высокая отдача и при исчерпании аккумуляторов.

Оба мотора могут работать в режиме привода, а продуманный электронный блок сам выбирает куда и как направлять энергетические потоки. Водитель может следить за этим на графическом информационном дисплее.

Это интересно: Что такое Адсорбер, устройство и принцип работы

Применяется дополнительный генератор, как в последовательной схеме, который может давать энергию электромоторам или заряжать аккумулятор. Рекуперация тормозной энергии происходит через реверс тягового электродвигателя.

Так устроены многие современный гибриды, в частности один из самых первых и известных – Toyota Prius

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

К сведению: Как проверить форсунки дизельного двигателя

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Достоинства и недостатки гибридов

Как и всякий компромисс, гибриды уступают чистым электромобилям и привычным классическим на нефтяном топливе.

Но при этом дают выигрыш по ряду свойств, для кого-то выступающих главными:

  • упрощение средств, применяемых для борьбы с вредными выбросами ДВС;
  • достижение некоторой экономии топлива, как бы это ни оспаривалось;
  • возможность передвижения на чистой электротяге там, где применение ДВС запрещено;
  • достаточно простое наращивание заявленной мощности;
  • невозможность, в отличие от электромобиля, остаться без энергии вдали от электрической сети.

Все недостатки связаны с усложнением техники:

  • потребность в грамотном персонале, специально обученном работе с гибридами;
  • увеличение массы транспортного средства, на что тоже тратится топливо;
  • более высокая цена автомобиля;
  • проигрыш электромобилям из-за сохранения ДВС и всего, что с ним связано;
  • пока ещё недостаточно отработанные технологии и отсутствие единого подхода к конструированию;
  • плохая экологичность в производстве батарей и их утилизации.

Вполне возможно, что производство гибридов сохранится и после полного исчезновения классических автомобилей.

Это надо знать: Моторное масло с Молибденом — плюсы и минусы

Но произойдёт это только если будет создан единый компактный, экономичный и хорошо управляемый двигатель на углеводородном топливе, который станет хорошим дополнением к электрическому автомобилю будущего, существенно повысив его пока недостаточную автономность.

Стоит ли покупать гибридный автомобиль?

Гибридные автомобили становятся всё популярнее среди автолюбителей. Ведь данный вид транспортных средств удачно сочетает мощность двигателя внутреннего сгорания и экономию электромотора. Аренда авто с гибридной силовой установкой позволяет оценить все прелести этого инновационного конструкционного узла.

Принцип работы гибридных автомобилей

В гибридном автомобиле вместе с обычным двигателем установлен электромотор, который питается от дополнительной аккумуляторной батареи. Пока работает обычный двигатель, дополнительная батарея заряжается. Как только батарея зарядится, можно выключить обычный мотор и двигаться за счёт электродвигателя. Таким образом, гибридный автомобиль может работать на топливе, электричестве или в режиме работы обоих двигателей.

Обычно водители включают электродвигатель, когда передвигаются по городу, так как автомобиль в данном режиме не может разогнаться выше 200-250 км/час.

Кроме того, в гибридных автомобилях устанавливается бортовой компьютер, который следит за тем, какой режим наиболее оптимален для данных условий передвижения. Так, в городских условиях автоматически запускается электромотор, а на скоростной трассе включается классический ДВС.

Достоинства гибридных автомобилей

Специалисты выяснили, что гибридные силовые установки позволяют сократить расход топлива в несколько раз. Так, за 100 км пути расходуется обычно от 3,5 до 7 литров горючего в зависимости от режима езды и вида двигателя.

С экономией топлива тесно связана забота об окружающей среде. Гибридные автомобили в 20 раз меньше загрязняют атмосферу вредными выхлопными газами. К слову, только гибридный автомобиль сегодня может соответствовать жёстким требованиям и евростандартам по количеству токсичных вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду.

Автомобиль с гибридной силовой установкой является отличным вариантом экономного и мощного транспортного средства. Однако, как и все современные автомобили, гибридный аналог нуждается в правильном уходе и бережном обращении. Только при регулярном техобслуживании гибридный автомобиль сможет долго служить своему владельцу.

Принцип работы гибридного автомобиля


Как устроены гибридные автомобили — ДРАЙВ

Гибридная силовая установка сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор, что обеспечивает меньший расход топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Однако чем экономичнее гибридный автомобиль, тем более ёмкие аккумуляторы ему требуются и, следовательно, тем выше его цена.

В зависимости от того, какую роль в силовой установке играет электромотор, гибриды делятся на умеренные (mild hybrids) и полные (full hybrids). У первых электромотор служит помощником двигателю внутреннего сгорания, как, например, у хэтчбека Honda Insight. Вторые способны проехать некоторое расстояние на одной электротяге, как Lexus RX 400h. Есть ещё якобы микрогибриды — придуманный маркетологами термин для рекламы системы start/stop. Но последняя по сути — генератор с расширенными функциями. А мы говорим о схемах, где электродвигатели передают крутящий момент на колёса.

В 1997 году на японском рынке дебютировал первый гибрид — Toyota Prius (вверху). А в 1999-м фирма Honda представила американцам свой Insight.

Последовательная гибридная схема

Существует также три основные схемы устройства гибридных силовых установок: последовательная, параллельная и смешанная. Последовательная гибридная схема появилась первой (её придумал в 1899 году сам Фердинанд Порше), но в легковых автомобилях распространена меньше. По ней, например, построены силовые агрегаты карьерных самосвалов, некоторых автобусов и локомотивов. В последовательной схеме колёса приводит в движение электромотор, а малолитражный ДВС крутит генератор, вырабатывающий электроэнергию. Тут отсутствует необходимость в коробке передач и мощном двигателе внутреннего сгорания. Зато требуются аккумуляторы, как правило, никель-металлогидридные, большой ёмкости.

Chevrolet Volt построен по последовательной схеме. Его ещё называют электромобилем с увеличенным запасом хода. На электротяге автомобиль делает бросок длиной 64 км. А при использовании вспомогательного турбомотора, заряжающего батареи, пробег на одной заправке может превышать 1024 км.

Параллельная гибридная схема

Самая распространённая сейчас схема — параллельная. Она запатентована ещё в 1905 году немцем Генри Пипером. Ей отвечают почти все умеренные гибриды. Они оснащаются мощным электромотором (10–15 кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию. В качестве трансмиссии, как правило, используются вариатор или планетарная передача.

Хондовская гибиридная силовая установка IMA (Integrated Motor Assist) — пример параллельной схемы: на коленчатом валу двигателя вместо маховика размещён компактный электромотор-генератор.

Один из последних образцов параллельной схемы — гибридная силовая установка седана BMW ActiveHybrid 7.

Параллельные гибриды могут быть не только умеренными, но и полными, как, например, Audi Duo (1998). Эта модель могла проехать 50 км только на электромоторе, приводящем в движение задние колёса.

Но компания Honda нашла возможным оснастить своё бензоэлектрическое купе CR-Z шестиступенчатой «механикой». В качестве источника питания используются литиево-ионные или литиево-полимерные аккумуляторы. Умеренные гибриды не требуют ёмких батарей на борту, благодаря чему доступны по цене. Однако некоторые автопроизводители присматриваются к дорогущим суперконденсаторам, которые способны кратковременно отдавать ток очень высокой мощности.

Последовательно-параллельная гибридная схема

Распространены также смешанные, или, как их ещё называют, последовательно-параллельные гибриды. Классические представители этого семейства — хэтчбек Toyota Prius и Лексусы с индексом h, оснащённые фирменным «синергитическим» приводом HSD (Hybrid Synergy Drive). Чтобы объяснить принцип его работы мы приводим ниже наглядную демонстрацию.

Благодаря планетарной передаче и возникает синергия — взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Тут ДВС крутит колёса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор. В традиционной коробке передач нет необходимости: электроника регулирует обороты моторов и генератора, превращая такую систему в бесступенчатую трансмиссию ECVT.

У BMW Active Hybrid X6 с бесступенчатой коробкой передач ECVT с несколькими планетарными рядами два электромотора. Один работает на малых скоростях. А другой запускает ДВС и затем служит генератором. Полноприводная трансмиссия xDrive сохранена.

А вот у гибридного кроссовера Lexus RX 450h за привод на задние колёса отвечает дополнительный электромотор.

Новое поколение Тойоты Prius научилось бегать на одной электротяге, правда, недалеко — всего два километра. Кроме того, в компании работают над подзаряжаемой plug in версией гибрида с литиево-ионными батареями вместо никель-металлогидридных и увеличенным до 20 км пробегом на батареях.

Большинство двигателей, установленных на гибридах, — бензиновые. Многие работают по циклу Аткинсона с более коротким тактом сжатия и более эффективным рабочим процессом. Это обеспечивает лучшие экологические и экономические показатели. Распространение, казалось бы, более экономичных дизельэлектрических силовых установок сдерживает прежде всего то, что большинство гибридов продаются в не знакомой с дизелем Америке. Кроме того, дизельный мотор дороже бензинового, а это лишь увеличивает немалую цену гибрида.

Как работает гибридный двигатель, автомобиль гибрид

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают двигатели, работающие на водороде.

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

  1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
  2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
  3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
  4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
  5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
  6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
  7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
  8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

  1. Высокая стоимость автомобиля.
  2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
  3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Устройство гибридного автомобиля

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.

Пример конструкции гибрида

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.

Силовая установка параллельного гибрида с независимыми электромоторами

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.

Полноприводный гибрид от компании Mitsubishi

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.

Как устроен и работает гибридный двигатель автомобиля

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине.  Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

  • двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
  • электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
  • трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
  • топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
  • аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
  • инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
  • генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.
При сгорании 1 л бензина и от работы аккумулятора массой 4,5 ц получается одинаковое количество энергии.
Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

  • на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
  • при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
  • в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС.  Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

  • работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
  • поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
  • интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

  • минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
  • согласованность функций ДВС и электромотора;
  • полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
  • наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
  • эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
  • возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
  • поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
  • низкий уровень шума работающего мотора.
Читайте также:  Выбор гибридного аккумулятора для авто

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

  • необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
  • батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
  • проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
  • дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

  • микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
  • среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
  • полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.
Микрогибридные силовые агрегаты впервые сконструировал и выпустил бренд Тойота.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

  • машины с системой старт-стоп;
  • транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
  • модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

  • вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
  • электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
  • компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
  • электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.
Полный гибридный привод – единственный вариант гибридов, объединяющий функции старт-стопа, рекуперации, режим электротяги и систему E-Boost.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.



Что такое гибридный двигатель автомобиля: схема и принцип работы

Доброго дня! Сегодня мы разберем и расскажем о том, что такое гибридный автомобиль и его двигатель. Затронем принцип работы и взаимодействие с основным мотором.

Гибридный двигатель современного авто

Подавляющее большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но, учитывая мировые тенденции на снижение нефтяных запасов, а также необходимости бережного отношения к окружающей среде, подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное, мощное. Это позволит полностью удовлетворить потребности человека комфортном и безопасном передвижении.

Хорошей альтернативой автомобилям, работающим на энергии сгорания топлива, могут стать электромобили, питающиеся электричеством — это не гибридный вариант авто.

Правда, сегодня они еще имеют определенные конструктивные недостатки. В частности это малый запас хода (не превышает 150 – 180 км), большой срок подзарядки (занимает несколько часов). Кроме прочего такие машины дорого стоят, поэтому рассчитывать, что они полностью придут на замену топливным машинам не стоит.

Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые питают тягу авто.

Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости машины, повышение уровня мощности и экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей. Одной заправки бака топливом хватает на большее расстояние, даже при повышенной мощности или расходе горючего в городских условиях, чем в обычном автомобиле.

Принцип работы гибридного мотора

Чтобы понять, что представляют собой и как работают автомобили с гибридным двигателем, следует рассмотреть принцип их действия. Сегодня, учитывая степень гибридизации, выделяют три типа двигателей:

  • умеренные;
  • полные;
  • plug-in.

Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС. А установленный электродвигатель включается и работает в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход экономит топливо (ведь его расход при увеличении мощности возрастает), равномерно использовать ДВС и не допускать чрезмерных перегрузок.

Для второго типа гибридного авто характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС используется как источник постоянной подзарядки. Это дает выработать постоянный режим работы ДВС, что дает достигнуть максимального показателя КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива снижается.

В третьем случае в автомобиле добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу гибрида).

Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда машина двигается накатом (свободным ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива.

Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей

Сегодня выделяют три схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на гибридных двигателях:

  • последовательную;
  • параллельную;
  • последовательно-параллельную.

В первом случае принцип взаимодействия прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается как тяговая сила.

Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:

  • равномерность работы ДВС;
  • достижение максимального КПД;
  • снижение уровня потребления топлива;
  • отсутствие системы переключения передач;
  • передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.

Но есть и недостатки в гибридных машинах. В частности необходимость использования внушительных размеров аккумуляторов, а также потеря энергии в процессе преобразования.

В следующей, параллельной схеме используются два двигателя одновременно. При этом основным тяговым агрегатом остается ДВС, а электромотор выступает как вспомогательный. Его сила используется, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.

Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда авто постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридная машина работает от двигателя внутреннего сгорания.

Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь, энергия тягового ДВС частично перенаправляется на генератор, заряжающий электродвигатель. В дальнейшем путем компьютерного регулирования оптимально синхронизируется работа двух двигателей. Это позволяет максимально использовать полезные моменты каждого из них.

По сути на выходе получается универсальное транспортное средство, способное одинаково комфортно чувствовать себя как в городских условиях, так и на скоростных трассах. Но есть здесь и некоторые недостатки. В частности очень сложная конструктивная система, аккумулятор весьма внушительной мощности, компьютерное управление, необходимость установки дополнительного генератора.

На сегодня это все, что мы хотели рассказать про гибридный двигатель.

Удачи!

Поделитесь информацией с друзьями:


Как работает гибридный двигатель: принцип работы

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

  • двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
  • электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
  • трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
  • топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
  • аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
  • инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
  • генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

  • на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
  • при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
  • в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС. Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

  • работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
  • поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
  • интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

  • минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
  • согласованность функций ДВС и электромотора;
  • полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
  • наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
  • эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
  • возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
  • поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
  • низкий уровень шума работающего мотора.

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

  • необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
  • батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
  • проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
  • дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

  • микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
  • среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
  • полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

  • машины с системой старт-стоп;
  • транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
  • модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGMаккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

  • вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
  • электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
  • компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
  • электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

  1. История гибридных двигателей
  2. Принцип работы и устройство гибридных двигателей
  3. Полная конструкция
  4. Функционирование двигателя
  5. Типы гибридных агрегатов
  6. Схемы взаимодействия мотора и ДВС
  7. Последовательная схема
  8. Параллельная схема
  9. Последовательно-параллельная схема
  10. Классификация по степени электрификации
  11. Микрогибрид
  12. Мягкий гибрид
  13. Полный гибрид
  14. Гибриды плагины
  15. Преимущества и недостатки гибридных авто
  16. Заключение

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

  • низкая стоимость топлива;
  • нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

  • двигатель внутреннего сгорания;
  • один или несколько электрических моторов;
  • блок аккумуляторных батарей.
  • для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

  • управления электромотором;
  • обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
  • питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т.д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

 

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества

Недостатки

Заключение

Принцип работы гибридного автомобиля основан на использовании энергии бензинового и электрического двигателей. Их совместная работа позволяет достичь жёстких требований экологических стандартов, снижая расход топлива и выбросов. Инженеры постоянно совершенствуют конструкции, придумывают новые решения. Однако, не все компании видят перспективу в гибридах, концентрируясь на создании полноценных электромобилей.

Гибридные автомобили в последнее время стали особо популярными, они распространяются на все классы авто, многие производители выводят данные машины на массовый уровень. В настоящее время гибриды демонстрируют впечатляющие рабочие характеристики. Мы составили рейтинг гибридных автомобилей, что позволит выбрать транспортное средство любителям универсальных машин, которые подходят как для города, так и для езды в условиях бездорожья.

Что такое гибридные автомобили?

Гибридный автомобиль – это машина, которая использует не только обычный двигатель внутреннего сгорания, функционирующий на бензине либо дизеле, но и альтернативный источник в виде электродвигателя.

Второй мотор начинает работать при небольших оборотах, что позволяет значительно сэкономить топливо, к примеру, при загруженном трафике на дороге. Также гибридные авто более экологически чистые, что делает их более популярными.

Преимущества и недостатки гибридов

Преимущества гибридных машин:

  • Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
  • Снижение шума в процессе работы;
  • Долгая служба деталей тормозной системы;
  • Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
  • Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т.д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Рейтинг гибридных автомобилей 2018-2019 годов

Современный рынок автомобилей предлагает большой выбор гибридных представителей. Выбрать подходящее транспортное средство среди всего разнообразия непросто. Представляем вашему вниманию топ гибридных автомобилей, среди которых вы найдете представителей большинства мировых брендов.

Лучшая гибридная машина с кузовом хэтчбек – Chevrolet Volt Hybrid

Chevrolet Volt Hybrid. Данный автомобиль представляет собой переднеприводный четырехместный хэтчбек. Главным достоинством этой модели является то, что электромоторов, мощностью 149 л.с. хватает на 60 км при езде по городу, без расхода топлива и с сохранением характеристик. Однако большим недостатком Chevrolet Volt является большая стоимость.

Если вы интересуетесь будущим этого и других автомобилей этой марки, рекомендуем ознакомиться с последними новостями Chevrolet.

Одна из лучших машин гибридов – Ford Fusion Hybrid

Ford Fusion Hybrid. У данного автомобиля хорошо продуманная спортивная форма и просторный салон. Гибридный Форд Фьюжн имеет четырехцилиндровый с 2.5 литрами гибридный мотор. Это хороший вариант электрокара с гибридным двигателем, если хочется купить доступный автомобиль, и в будущем сэкономить топливо. Его можно назвать среднеразмерным седаном для всей семьи.

Ford Fusion Hybrid дополнен электрическим усилителем руля, многорычажными подвесками со стабилизатором поперечной устойчивости – авто хорошо проходит заносы. Управление гибридом стабильное. Благодаря подвеске приглушаются удары, и движение авто контролируется водителем.

Один из лучших гибридных седанов – Toyota Camry Hybrid

Toyota Camry Hybrid. Данная модель дает не только хорошую экономию топлива, но и имеет высокий уровень безопасности. Авто имеет привлекательный дизайн, объем двигателя 2.5 литров и высокие технологии. В салоне используются качественные материалы, которые придают интерьеру комфорта. Toyota Camry разгоняется с места до ста километров за 7.4 секунды, что для гибридного авто является отличным результатом. Официальный расход топлива автомобиля 4.4 л на 100 км по трассе и 4.6 л в смешанном цикле.

Лучший гибридный универсал – Volvo V60 Plug-in Hybrid

Volvo V60 Plug-in Hybrid. Гибридная установка включает 2.4-литровый дизельный двигатель мощностью 215 л.с. и сильный электромотор, которого хватит примерно на 50 км движения. Важно, что автомобиль имеет функцию полного привода: при нажатии клавиши на панели управления в салоне электроника синхронизирует действие двигателя и электромотора для одновременного вращения колес.

Легендарный японский гибрид – Toyota Prius

Toyota Prius. Данная модель известна, как экономичный гибридный автомобиль по доступной стоимости, поэтому пользуется повышенным спросом. Гибрид оснащен бензиновым мотором объемом 1.8 литра с мощностью 98 л.с. Вместе с парой электромоторов мощность достигает 134 л.с. В городе авто потребляет приблизительно 8 л топлива, а за городом – 5.5 л.

Принцип работы автомобиля обуславливает высокий уровень автоматизации управления. Бортовой компьютер самостоятельно регулирует параметры работы двигателя, обеспечивая оптимальный заряд батареи.

Кроме того, среди моделей из нашего рейтинга это – самый дешевый гибридный автомобиль в России.

Один из лучших гибридных автомобилей 2018-2019 – Honda Insight III

Honda Insight III. Это переднеприводный гибридный седан, который сочетает в себе солидный дизайн, современные технические решения и богатое оснащение. В движение, этот автомобиль приводится при помоши бензинового двигателя объемом 1.5 литра, а также двух электромоторов. Общая мощность составляет 153 л.с. При этом следует отметить, что один мотор тесно взаимодействует с ДВС и играет роль генератора, а второй крутит колеса оси при небольших скоростях. На высоких скоростях подключается бензиновый двигатель. Таким образом, значительную часть времени авто ездит именно на электромоторе.

Для того чтобы иметь в своем распоряжении последнюю информацию о этом и других автомобилей данной марки, советуем ознакомиться с автомобильными новостями от Honda.

Самый экономичный гибридный автомобиль по расходу топлива – Hyundai Ionid Hybrid

Hyundai Ioniq Hybrid. Основу автомобиля составляет новая платформа. На ее базе в будущем планируется выпускать много гибридных авто и электрокаров. Новый Хендай имеет объем двигателя 1.6 л, и суммарную мощность 141 л.с. В помощь водителю предусмотрены два режима работы – Спорт и ЭКО. До 100 км авто разгоняется за 10.8 секунд. Это самый экономичный гибридный автомобиль. Максимальная скорость модели составляет 185 км в час, а расход – приблизительно 3.4 л. Машина имеет максимально сбалансированную подвеску, настроенное рулевое управление и практически бесшумный салон.

Комфортный американский гибрид – Chevrolet Malibu Hybrid

Chevrolet Malibu Hybrid. Это большой комфортный и вместительный седан, который имеет выразительный дизайн и качественно проработанный салон с современной техникой и богатым оснащением. По мнению экспертов, авто хорошо подойдет тем клиентам, которым нравится свободное пространство. В состав гибридной установки входит двигатель объемом 1.8 л и пара электромоторов. Средний расход топлива данной модели составляет 5.2 л на 100 км. Для авто предусмотрены десять подушек безопасности и камера заднего вида, что делает его более безопасным.

ТОП гибридных автомобилей внедорожников

Лучшая гибридная машина внедорожник – Lexus RX 450h

Lexus RX 450h. Это надежный кроссовер, который имеет качественную и прочную сборку. Внешне данная модель мало чем отличается от своих предшественников. Но элементы индивидуальности у него есть. Кроссовер оснащен головной оптикой со светодиодной начинкой. Кроме того, для данного авто доступен спортивный обвес. Благодаря нему внешность гибрида становится более агрессивной. Салон авто сделан из натуральной кожи в светлых и темных тонах. Данная модель имеет 4-цилиндровый двигатель объемом 2.5 л. Суммарная отдача гибридной силовой установки составляет 299 л.с. Лексус может разогнаться за 6-7 секунд до 100 км в час. Расход топлива составляет 9-10 л на 100 км. Это автомобиль по праву претендует на место в рейтинге лучших японских внедорожников.

Корейский гибридный кроссовер – KIA Niro

KIA Niro. Это компактный корейский кроссовер для города с неплохой сборкой. Внешний вид авто достаточно удачный, дизайнеры проработали все до мелких деталей. Машина выглядит подтянутой и спортивной. Уникальность интерьера данной модели заключается в приборной панели, которая представляет собой два дисплея, отображающие режимы передвижения, разные подсказки о состоянии автомобиля. Киа Ниро имеет 4-цилиндровый двигатель объемом 1.6 литров, который вместе с электромотором выдает 146 л.с.

Авто имеет экономичный мотор с пониженным расходом топлива в 4 л независимо от трассы при условии активного электромотора. Электродвигатель заряжается при спусках либо при торможении.

Лучшие гибридные автомобили 2018-2019 – заключение

В 2018-2019 годах гибридные автомобили представлены большим перечнем моделей от известных мировых производителей. Данные модели более экономичные по сравнению со своими обычными собратьями. В гибридах предусмотрены хорошие системы безопасности и удобный комфортный дизайн. Благодаря различным характеристикам каждый может выбрать для себя подходящую модель автомобиля.

Источник Источник Источник Источник Источник http://nahybride.ru/baza-znanij/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel-avtomobilya
Источник Источник http://dvsoff.ru/tip/gibridnyj-dvigatel
Источник Источник Источник http://automonth.ru/rejting-gibridnyh-avtomobilej/

Гибридный автомобиль: как это работает

Основные компоненты классического гибрида

В классических гибридах четыре компонента работают вместе, объединяя механику и вычисления с большим эффектом:

  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Электродвигатель
  • Аккумуляторная система
  • Блок управления

Двигатель внутреннего сгорания, который связан со всеми ведущими колесами, обеспечивает большую часть мощности В физике мощность — это количество энергии, вырабатываемой системой в единицу времени.Проще говоря, мощность можно рассматривать как выходную энергию… на крейсерской скорости. Это также помогает перезарядить батареи.

Электродвигатель , также связанный с колесами, помогает приводить автомобиль в движение на низких скоростях. Во время фаз замедления и торможения он восстанавливает кинетическую энергиюЭнергия объекта из-за его движения. , превращает его в электричествоФорма энергии, возникающая в результате движения заряженных частиц (электронов) через проводник… и использует его для зарядки аккумулятора.

Аккумуляторная система хранит всю произведенную электроэнергию и перераспределяет ее на электродвигатель и другое оборудование автомобиля, включая фары, окна и приборную панель. Он рассчитан на весь срок службы автомобиля и никогда не подключается к электросети (за исключением описанного ниже подключаемого гибрида).

Блок управления принимает решения. Он знает, откуда берется тепловая и электрическая энергия, ее соответствующее количество и где она должна быть распределена в любое время.Несколько тысяч раз в секунду он анализирует команды водителя в зависимости от доступной энергии, чтобы оптимизировать использование двигателя внутреннего сгорания и тем самым сократить расход топлива. Топливо — это любое твердое, жидкое или газообразное вещество или материал, который можно сочетать с окислителем… потребление.

Как машина реагирует на ваши команды

  • Вы заводите машину, а затем едете со скоростью менее 40 километров в час, например, в городе. Если аккумуляторная батарея достаточно заряжена для питания транспортного средства от электродвигателя, блок управления выключает двигатель внутреннего сгорания, который неэффективен на малых скоростях или при ускорении и, следовательно, потребляет много топлива.Если батарея разряжается при зарядке, двигатель внутреннего сгорания снова запускается, приводит автомобиль в действие и одновременно заряжает аккумулятор.
  • Если вам нужно быстро разогнаться или подъехать по крутому склону, блок управления дает команду двигателю и мотору работать вместе.
  • Если вы едете с крейсерской скоростью (то есть быстро), двигатель внутреннего сгорания выполняет большую часть работы.
  • Если вы замедляетесь и тормозите, двигатель внутреннего сгорания отключается, а кинетическая энергия, вырабатываемая вращением колеса, восстанавливается электродвигателем, который, действуя как генератор энергии, заряжает аккумулятор для последующего использования.
  • Если вы останавливаетесь, двигатель и двигатель отключаются для экономии топлива, а электрические системы автомобиля питаются от аккумулятора. Если вы снова заведете машину, электродвигатель бесшумно снова активируется.

Несколько вещей, о которых следует помнить: 

  • В гибридных автомобилях нового поколения используются не только силовые агрегаты. Они также имеют улучшенную аэродинамику, меньший вес и двигатель внутреннего сгорания меньшего размера.
  • Гибридный автомобиль сочетает в себе мощность и запас хода двигателя внутреннего сгорания с тишиной и чистотой электродвигателя.
  • Гибридная технология
  • повышает производительность ДВС за счет меньшего расхода топлива и снижает выбросы CO . Уровень экономии топлива трудно оценить, так как он зависит от того, управляет ли пользователь транспортным средством в оптимальных условиях, известных как эко-вождение. Кроме того, автопроизводители иногда переоценивают экономию.

Гибридный автомобиль сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Подключаемые гибриды

Как следует из названия, подключаемые гибридные автомобили можно подключать и заряжать от сети, что невозможно для классических гибридов.

Аккумуляторы больше, тяжелее и могут хранить больше энергии, гарантируя «полностью электрическое» вождение на протяжении не менее 30 или 40 километров. В классических гибридах полностью электрическое вождение без использования двигателя внутреннего сгорания возможно только на 3 или 4 километра, поскольку электродвигатель предназначен только для «разгрузки» двигателя внутреннего сгорания. Подключаемый гибрид представляет собой переход к полностью электрическим транспортным средствам.

Существуют различные другие типы гибридных транспортных средств, такие как концепция «расширителя запаса хода», когда небольшой двигатель внутреннего сгорания увеличивает запас хода полностью электрического транспортного средства за счет регулярной подзарядки аккумулятора.

Все о трансмиссиях | Союз обеспокоенных ученых

Что такое трансмиссия?

Трансмиссия — это совокупность компонентов, которые передают мощность от двигателя или мотора транспортного средства к колесам транспортного средства. В гибридно-электрических автомобилях конструкция трансмиссии определяет, как электродвигатель работает в сочетании с обычным двигателем. Трансмиссия влияет на механический КПД автомобиля, расход топлива и стоимость покупки.

Гибриды, использующие трансмиссию серии , получают механическую энергию только от электродвигателя, который работает либо от батареи, либо от бензинового генератора.В гибридах с параллельными трансмиссиями электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания могут одновременно обеспечивать механическую мощность. Последовательные/параллельные трансмиссии позволяют двигателю и электродвигателю обеспечивать мощность независимо или в сочетании друг с другом.

Как обычные гибриды, так и подключаемые гибриды имеют модели с последовательной, параллельной и последовательно-параллельной трансмиссией. Поскольку автомобили с электрическим аккумулятором и водородными топливными элементами не имеют двигателей внутреннего сгорания, они используют разные узлы трансмиссии (хотя некоторые компоненты являются общими).

Трансмиссии серии

Трансмиссии серии

представляют собой простейшую гибридную конфигурацию. В серийном гибриде электродвигатель является единственным средством подачи мощности на колеса. Электродвигатель получает электроэнергию либо от аккумуляторной батареи, либо от генератора, работающего от бензинового двигателя. Компьютер определяет, какая часть энергии поступает от аккумулятора или двигателя/генератора. И двигатель/генератор, и использование рекуперативного торможения перезаряжают аккумулятор.

Гибриды серии

лучше всего проявляют себя во время движения с частыми остановками, когда бензиновые и дизельные двигатели неэффективны.Компьютер автомобиля может выбрать питание двигателя только от аккумуляторной батареи, сохраняя двигатель для ситуаций, когда он более эффективен.

В серийной трансмиссии двигатель обычно меньше, потому что он должен соответствовать только определенным требованиям по мощности; аккумуляторная батарея, как правило, более мощная, чем у параллельных гибридов, чтобы обеспечить оставшуюся потребность в энергии. Эта более крупная батарея и двигатель вместе с генератором увеличивают стоимость автомобиля, делая последовательные гибриды более дорогими, чем параллельные гибриды.

Параллельные приводы

В автомобилях с параллельной гибридной трансмиссией двигатель и электродвигатель работают в тандеме для выработки мощности, которая приводит в движение колеса. Параллельные гибриды, как правило, используют аккумулятор меньшего размера, чем серийные трансмиссии, полагаясь на рекуперативное торможение, чтобы поддерживать его подзарядку. Когда потребность в мощности невелика, параллельные гибриды также используют двигатель в качестве генератора для дополнительной подзарядки, подобно генератору переменного тока в обычных автомобилях.

Поскольку двигатель соединен напрямую с колесами в параллельных трансмиссиях, устраняется неэффективность преобразования механической энергии в электрическую и обратно, что повышает эффективность этих гибридов на шоссе.Это снижает, но не устраняет преимущества эффективности использования электродвигателя и аккумулятора в условиях движения с частыми остановками.

Серийные/параллельные приводы

Серийно-параллельные трансмиссии

сочетают в себе преимущества и сложности параллельных и последовательных трансмиссий. Комбинируя две конструкции, двигатель может как напрямую приводить в движение колеса (как в параллельной трансмиссии), так и эффективно отключаться, при этом мощность обеспечивает только электродвигатель (как в последовательной трансмиссии).Toyota Prius помогла сделать последовательно-параллельные трансмиссии популярными.

При использовании только бензинового и электрического двигателей двигатель чаще работает с эффективностью, близкой к оптимальной. На более низких скоростях он работает как серийный автомобиль, а на высоких скоростях, когда серийная трансмиссия менее эффективна, двигатель берет на себя управление, и потери энергии сводятся к минимуму.

Эта система требует более высоких затрат, чем чистый параллельный гибрид, поскольку для управления двойной системой требуется генератор, аккумуляторная батарея большего размера и большая вычислительная мощность.Тем не менее, его эффективность означает, что последовательно-параллельная трансмиссия может работать лучше и потреблять меньше топлива, чем отдельные последовательные или параллельные системы.

Узнайте больше о технологии электромобилей здесь, в том числе о ее потенциале в качестве общенационального решения по экономии масла.

Мощность гибрида F1: как это работает?

► Объяснение гибридных двигателей Формулы-1
► Как из двигателя 1.6 получается столько мощности
► И как электроэнергия приходит на помощь

F1, говорят, это вершина автоспорта, использующая самые передовые и дорогие средства для создания гоночной машины.На протяжении всей своей истории Формула-1 использовала технологии для увеличения мощности относительно небольших двигателей. В 2014 году FIA представила новый вид силового агрегата в Формуле-1, чрезвычайно сложный и, как известно, трудный в освоении. Нынешний двигатель внутреннего сгорания и гибридные системы имеют мощность 1000 л.с., но остаются непопулярными в некоторых кругах из-за отсутствия шума выхлопа и стоимости. Возможно, эти единицы неправильно поняты, поскольку они действительно представляют собой невероятные инженерные решения.

К концу 2013 года автомобили F1 оснащались двигателем 2.Двигатель 4л V8 с простой гибридной системой. Пиковая мощность около 850 л.с. была типичной, хотя двигатели были ограничены в своих технологиях, оборотах и ​​сроке службы. В рамках перезагрузки технологии F1 они были заменены совершенно новой породой двигателей.

Гибридные автомобили: дальнейшее чтение

Текущая формула двигателя будет использоваться как минимум до 2022 года. Таким образом, есть небольшой двигатель внутреннего сгорания — V6 объемом 1600 куб. см с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива.Хотя это может быть рецептом возврата к двигателям с высоким наддувом 1500 л. максимальный предел оборотов всего 15000 об/мин.

С двигателем внутреннего сгорания связаны две гибридные системы: одна рекуперирует кинетическую энергию автомобиля при торможении (ERS-K), а другая рекуперирует кинетическую энергию турбонагнетателя, хотя на типичном сбивающем с толку языке F1 это рекуперация тепла и применяется прозвище H для еды, поэтому это называется ERS-H.

В совокупности эти технологии позволяют гонщику Формулы-1 выжимать около 1000 л. Несмотря на такую ​​огромную мощность, гоночный автомобиль сжигает всего 110 кг топлива в гонке (менее 135 литров), что на треть меньше, чем у последнего из двигателей V8.

Что касается мощности, система ERS ограничена мощностью 161 л.с. (120 кВт), поэтому двигатель V6 выдает почти 850 л.с., несмотря на подачу обедненного топлива.

Технология сжигания топлива Формулы 1

Очевидный способ получить мощность на гоночном двигателе — это набрать как можно больше оборотов, а если нет, то использовать много наддува.Однако правила PU 2014 года были написаны для предотвращения именно таких методов путем применения регулирования расхода топлива. У двигателя просто нет топлива, чтобы разогнаться до 12 500 об/мин или обеспечить огромный наддув.

В 2014 году производители должны были придумать, как заставить двигатель вырабатывать мощность при малом количестве топлива. Более того, химический состав топлива также был ограничен, поэтому простое производство ракетного топлива, как это было с турбонаддувом начала восьмидесятых, также было невозможно.Бедная смесь означает, что двигатель находится на грани детонации, слишком бедная смесь в конечном итоге сломает двигатель. Большинство производителей играли с легальными добавками, чтобы уменьшить этот эффект, одним из которых был ферроцен, соединение на основе железа, которое буквально делало внутреннюю часть выхлопной трубы ржаво-красной.

Тем временем Мерседес

нашел маленькую серебряную пулю: форкамерное зажигание. В обычной камере сгорания свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и образующееся пламя распространяется наружу к краю камеры, сжигая при этом всю топливно-воздушную смесь.Это нормально, когда топлива достаточно для смешивания в правильном соотношении по всей камере сгорания. Когда нет, трудно получить полное сгорание.

трюк Mercedes разделяет топливно-воздушную смесь на два места; основная камера сгорания имеет слабую топливно-воздушную смесь, но более богатая смесь содержится в небольшой камере вокруг свечи зажигания. С такой настройкой предкамеры свеча воспламеняет богатую смесь. Когда он расширяется, он направляется через небольшие отверстия между форкамерой и в камеру сгорания внизу, эти струи пламени полностью воспламеняют даже слабую смесь для полного сгорания.

Благодаря этой предкамерной технологии Mercedes опередил соперников в 2014 году, их соперникам потребовалось время, чтобы догнать их, и они удерживали преимущество до 2019 года.

Что касается компоновки двигателя внутреннего сгорания, турбонаддува и гибридной системы, существует две основные компоновки. Правила уже определяют положение болтов крепления двигателя, угол V, максимальный размер поршня и расстояние между ними. Ограниченная базовой архитектурой двигателя, была доступна только свобода размещения одного турбонаддува над двигателем и вдоль его центральной линии.Было логично разместить турбокомпрессор в задней части двигателя, чтобы тепло турбины не попадало на впускной коллектор и область топливного бака в передней части двигателя. Хотя это доставило некоторые проблемы с прокладкой охлаждающих трубок от компрессора к промежуточному охладителю в боковой части.

Нетрадиционный подход был мантрой Mercedes, поэтому они разработали уникальную настройку. Желая установить компактный промежуточный охладитель переднего турбонагнетателя и уменьшить тепловое воздействие заднего турбонагнетателя, они использовали оба варианта.Обычный турбокомпрессор разделен: турбина с горячим выхлопом находится в задней части двигателя, а более холодный компрессор — в передней части рядом с боковыми понтонами. Две части соединены длинным валом, проходящим через букву «V» двигателя. Этот вал был бы ключевой причиной отказа от этого подхода, поскольку разница в скорости движения двух отдельных узлов создает огромные скручивающие нагрузки на соединительный вал. Это означало, что либо вал был очень жестким и тяжелым для передачи нагрузок. Маршрут, который выбрал Мерседес, заключался в том, чтобы запустить гибкий вал, поворот вдоль его оси компенсировал разницу в инерции двух крыльчаток.Renault и Ferrari начали и сохранили обычные задние турбины, в то время как Honda присоединилась к решению, более похожему на Mercedes, которое позже превратилось в нечто, намного более близкое к первоначальной конструкции Mercedes с разделенным турбонаддувом.

Наряду с размещением турбонаддува охлаждение наддувочного воздуха разделено между командами. Когда турбокомпрессор сжимает воздух, воздух нагревается. Команды захотят, чтобы более холодный и плотный воздух поступал в камеру сгорания, поэтому воздух должен проходить через теплообменник для его охлаждения.Для этого используется интеркулер, в F1 используются два типа. Большинство людей узнают промежуточный охладитель воздух-воздух, работающий точно так же, как радиатор: горячий сжатый воздух внутри ядра охлаждается более холодным окружающим воздухом, проходящим снаружи. Они простые и легкие, но занимают много места внутри боковых понтонов, что плохо сказывается на всей важной аэродинамике автомобиля. Несколько команд использовали промежуточный охладитель другого типа, типа вода-воздух. Теперь сжатый воздух внутри активной зоны охлаждается водой снаружи.Это дает немного меньшее охлаждение, но более стабильное, так как на него меньше влияет скорость автомобиля (поскольку через боковую часть проходит меньше воздуха), особенно в критические моменты перед стартом гонки. Однако вода в рубашке вокруг промежуточного охладителя нуждается в охлаждении в отдельном водяном радиаторе. Это утяжеляет и усложняет установку, но водяной радиатор занимает меньше места в боковой части, так что это аэродинамический выигрыш по сравнению с настройкой воздух-воздух.

Только «Феррари» и «Мерседес» постоянно использовали систему «вода-воздух», хотя в 2014 году «Лотус» использовал ее в течение одного года.Их главный конкурент, Red Bull, может поддерживать крошечные боковые понтоны, несмотря на большой промежуточный охладитель типа «воздух-воздух» в каждом боковом понтоне.

При соблюдении всех условий: топливная смесь, технология сгорания, комплектация и охлаждение двигатель выдает около 530 л.с. на литр. Даже при меньшем расходе топлива и меньшем рабочем объеме текущий двигатель внутреннего сгорания создает больше лошадиных сил, чем старые двигатели V8, которые он заменил.

Гибридная технология F1

Наличие на автомобиле двух гибридных систем делает нынешнюю силовую установку большей частью сложной.Несмотря на то, что он разбит на части, его проще понять, поскольку он основан на той же технологии, что и гибридные / электрические дорожные автомобили, и даже похож на игрушечные автомобили с дистанционным управлением. Есть батарея (ES-Energy Store), двигатель-генератор (MGU) и управляющая электроника (CE), чтобы связать их.

MGU представляет собой бесщеточный электродвигатель переменного тока с постоянными магнитами. Он либо будет питать автомобиль, используя накопленную энергию, либо может работать как генератор, возвращая энергию обратно в аккумулятор. Аккумулятор представляет собой набор литий-ионных элементов, способных быстро передавать или накапливать большое количество энергии в MGU.Между ними находится электронный блок управления, который преобразует переменный ток MGU в постоянный ток батареи.

Циклическое прохождение электричества через каждое из этих устройств создает тепло, поэтому каждый элемент требует жидкостного охлаждения — диэлектрическая жидкость, предписанная FIA для батареи, — чтобы предотвратить риск поражения электрическим током в случае ее повреждения, в то время как для охлаждения обычно используется более эффективная вода/гликоль. МГУ и СЕ. Таким образом, обе системы охлаждения нуждаются в насосах и радиаторах, которые должны быть размещены в моторном отсеке.

При одинаковой базовой архитектуре две гибридные системы работают совершенно по-разному. Сначала взял более простой ERS-K. МГУ сцеплен с передней частью коленчатого вала двигателя, в этом положении агрегат может как приводиться в движение, так и приводиться от двигателя. При развертывании энергии электричество от аккумуляторной батареи проходит через ВЭ и в МГУ. Это применяет 161 л.с. через трансмиссию, чтобы помочь разогнать автомобиль.

Уроки этого более мощного приложения извлекаются с 2014 года.На ранних испытаниях в первый год эксплуатации силового агрегата были обнаружены проблемы с поломкой валов и шестерен при резком сбросе крутящего момента от МГУ. С тех пор производители нашли более мягкие способы приложения крутящего момента и создали вращающийся вал между MGU и двигателем, чтобы поглощать скачки подачи мощности.

При обратном применении ERS-K восстанавливает энергию при торможении. Когда водитель тормозит, программное обеспечение ECU переключает MGU в режим генератора, который видит, как MGU вращается трансмиссией, и при этом создает и посылает электричество на аккумулятор.Сопротивление, которое это создает, создает «тормоза» трансмиссии до такой степени, что задние тормоза практически не используются на более низких скоростях.

Правила

ограничивают возможности ЭРС-К. В моторном режиме он может выдать только 161 л.с., в то время как в режиме генератора можно сохранить только 2 мДж энергии для батареи. Это означает, что у двигателя есть энергия только для 33-секундного разгона вокруг круга. Несмотря на то, что вы можете хранить до 4 мДж энергии в аккумуляторе, можно сэкономить время восстановления и использовать его в качестве двойного ускорения на одном круге.

Если ERS-K можно понять из-за его более простых режимов двигателя и генератора, то ERS-H намного сложнее. Это еще одна установка MGU и CE, но она подключается как к батарее, так и к MGU-K напрямую. Тем не менее, двигатель подключен непосредственно к турбонаддуву, поэтому агрегат вращается со скоростью до 125 000 об/мин (максимальные обороты для турбонаддува), что само по себе является огромной инженерной задачей.

В качестве двигателя MGU может помочь раскрутить турбо, но не создавать наддув при нажатии дроссельной заслонки, как если бы это был электрический нагнетатель.Вместо этого двигатель может поддерживать высокие обороты турбонаддува при выключении дроссельной заслонки, чтобы действовать как система защиты от задержек (ALS). Это отнимает энергию у батареи, отнимая ее от других потенциальных применений, но, учитывая нехватку доступного топлива, это все еще привлекательно, поскольку обычные стратегии ALS, потребляющие топливо, сжигают топливо в выхлопе, чтобы поддерживать вращение турбо.

В режиме генератора ERS-H можно использовать несколькими способами; некоторые простые, другие более сложные, а некоторые, вероятно, все еще секретные.

На обычном турбокомпрессоре существует проблема, связанная с тем, что турбонаддув создает слишком большой наддув, поскольку давление выхлопных газов слишком быстро раскручивает турбонаддув при полном открытии дроссельной заслонки.Это контролируется выпускным клапаном, называемым вестгейтом, который сбрасывает давление выхлопных газов, снижает скорость турбонаддува и сбрасывает лишние выхлопные газы в отдельную выхлопную трубу. Эта система работает хорошо, но энергия выхлопных газов тратится впустую, поэтому F1 позволяет MGU работать в режиме генератора, замедляя турбо, вырабатывая при этом электричество.

В отличие от ЭРС-К нет предела количества энергии, которое можно извлечь из МГУ. Аккумулятор будет иметь емкость 2 мДж как для ERS-K, так и для ERS-H.Таким образом, чем больше они могут ее использовать, тем больше они могут выполнять другие «двигательные» задачи с восстановленной энергией. Очевидным применением для этого является отключение дроссельной заслонки турбонаддува с турбонаддувом MGU-H. Но правила разрешают питать ERS-K за счет энергии, полученной от Turbo. Таким образом, чем больше команды могут регенерировать турбоэнергию, тем больше они могут перенаправить ее на ERS-K и увеличить мощность до 161 л.с.

Недостаточно просто рекуперировать энергию турбокомпрессора всякий раз, когда потребуется эффект перепускной заслонки.Большинство команд начали 2014 год (и дебют Honda в 2015 году) с турбонаддувом, размер которого соответствует обычному режиму работы двигателя. Опять же, именно Mercedes понял, что здесь можно получить выигрыш. Еще в 2014 году Mercedes использовал турбокомпрессор размером с обеденную тарелку в передней части двигателя. Большой турбонаддув может быть полезен, даже если он не нужен для создаваемого им дополнительного «ускорения», но более крупному турбонагнетателю потребуется больше времени открытия «вестгейта», чтобы предотвратить чрезмерное наддув двигателя. Таким образом, MGU можно было вращать в течение более длительных периодов времени и эффективно собирать больше энергии; даже если эффект противодавления турбонаддува может снизить пиковую мощность, полученную многоразовую энергию можно использовать в другом месте трассы для более быстрого прохождения круга.Одна из используемых стратегий заключается в том, что на полной мощности на прямых участках энергия, извлеченная из турбонагнетателя, направляется непосредственно на MGU-K для дополнительных 161 л.с.

В 2014 году Ferrari упустила этот трюк. У него даже был вестгейт, спроектированный с большей пропускной способностью, чтобы уменьшить противодавление, поскольку считалось, что мощность сгорания в лошадиных силах важнее, чем рекуперация энергии. Вскоре эта стратегия была пересмотрена, и в 2015 году стратегия вестгейта и ERS-H была гораздо больше похожа на Mercedes. Хонда также упустила стратегию Мерседес и снова вошла в Формулу-1 в 2015 году с двигателем, спроектированным так, чтобы быть очень компактным.Турбина была меньшего размера, чтобы поместиться внутри «V» двигателя, что мешало стратегии ERS-H. Honda, как и большинству производителей, потребовалось время, чтобы доработать конструкцию MGU-H, высокие обороты и тепловые нагрузки, которым он подвергается, сделали его одним из самых сложных аспектов ERS для освоения.

Это достигло точки, когда на большинстве трасс у команд было достаточно энергии для развертывания, чтобы использовать наддув в 161 л.с. почти на всем круге, где его можно использовать, далеко за пределами развертывания 33-х ERS-K.

Это развертывание энергии больше не является простой кнопкой на рулевом колесе, которая использовалась со старой настройкой KERS (2009-2013), вместо этого программное обеспечение ECU команды решает, когда применять усиление ERS.Водитель может переключаться между различными картами, которые обеспечивают мощность ERS, нажатием педали газа.

Имея обычную мощность более 1000 л.с., скудный запас топлива и всего три силовых агрегата, которых хватает на полный сезон из более чем 20 гонок, они действительно являются вершиной технологий. Глядя в будущее, F1 приняла стратегическое решение о разделении мощности сгорания на электроэнергию. Хотя маловероятно, что в обозримом будущем они станут полностью электрическими, конец пути для двигателей внутреннего сгорания может быть не за горами.F1, как и всегда, должна отражать меняющийся мир, в котором она живет. Эти нынешние силовые агрегаты являются шагом на пути к будущему.

Гибридные автомобили: дальнейшее чтение

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте Март 2022 Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получил «Импакт-фактор научного журнала»: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Том 9, выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Том 9, выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-9 Выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Том 9, выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Vol-9 Выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Том 9, выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET Получен сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством. апрель 2022 г.)

Отправить сейчас


IRJET Том 9, выпуск 3, март 2022 г. Публикация в процессе…

Просмотр статей


IRJET Получено «Научный журнал Импакт-фактор: 7.529 » на 2020 год.

Подтвердите здесь


IRJET Получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


Как работают гибридные автомобили?

Последнее обновление 09 февраля 2021 г.

0 комментарии

Как работают гибридные автомобили Гибридные автомобили дают автопроизводителям путь к экономии топлива и требованиям к выбросам углерода.Это относительно новая концепция, и большинство водителей до сих пор не знакомы с гибридным автомобилем. Таким образом, вполне законно любопытно узнать, как он работает и что у него под капотом.

Как работают гибридные автомобили? – Основной принцип

Есть ли что-то общее у Toyota Prius с Cadillac ELR? Или вы могли бы включить BMW i3 и Honda CR-Z в одну группу? Это кажется нелогичным на первый взгляд. Модели BMW и Cadillac — суперроскошные автомобили, а модели Toyota и Honda — бюджетные версии.Но, каждый из них доступен с гибридной силовой установкой!

Гибридный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания и топливный бак традиционных транспортных средств, а также аккумуляторную батарею и электродвигатели электромобилей. Обычно он работает путем сбора и повторного использования энергии двигателя, работающего на бензине, которая в противном случае была бы потрачена впустую в стандартных автомобилях.

Гибридная модель представляет собой нечто среднее между бензиновыми и электрическими автомобилями. (источник фото: Toyota)

Как работают гибридные автомобили? – Внутренняя структура

Очень важно знать об их внутренней структуре, чтобы понять, как они работают.Ознакомьтесь с основными особенностями их строения:

Бензиновый двигатель

Все гибридные модели оснащены этим традиционным двигателем. По сути, это их основной источник энергии, так как они могут вспомнить и повторно использовать полтонны энергии батареи из потребления одного галлона топлива.

Электродвигатель

Помимо традиционного двигателя, в гибридных автомобилях также используется электрическая версия. Это компонент, который делает их такими особенными. Для ускорения автомобиля требуется энергия от аккумулятора.Он также возвращает питание аккумулятору в случае замедления автомобиля.

     СМ. БОЛЬШЕ:

Батареи

Они считаются двигателем электродвигателя. Они подают мощность на двигатель, а также могут забирать ее обратно, когда это необходимо.

Топливный бак

Гибридному автомобилю по-прежнему нужен топливный бак, потому что он использует бензиновый двигатель. Двигатель сжигает топливо и передает энергию аккумуляторной батарее.Однако преимущество в том, что автомобилю требуется столько же бензина, сколько требуется для работы традиционного автомобиля аналогичной мощности. Передовая технология гибридных автомобилей способствует меньшему расходу топлива и меньшему количеству выбросов углекислого газа.

Трансмиссия

Большинство гибридных моделей по-прежнему используют коробку передач, которую вы видите в стандартных бензиновых автомобилях. Однако автопроизводители пытались разработать что-то новое для этих гибридных версий. Некоторые гибридные автомобили, такие как Toyota Prius, используют новые трансмиссии, в отличие от тех, которые используются в обычных автомобилях.

Переключение передач в Toyota Prius 2011 года. (источник фото: Toyota)

Генератор

Генератор берет энергию от бензинового двигателя и подает ее на аккумулятор и электродвигатель. Если быть точным, это устройство, которое преобразует топливо в электрическую энергию для аккумулятора и двигателя.

Генератор часто используется в автомобилях с серийной трансмиссией. Такая трансмиссия работает за счет механической энергии, которую бензиновый генератор или аккумулятор подает через электродвигатель.

Что такое мягкий гибрид и как он работает?

Не так давно гибридный автомобиль означал одно: автомобиль с двумя разными источниками энергии, обычно бензиновым или дизельным двигателем внутреннего сгорания, работающим вместе с электродвигателем.

Однако теперь появился «мягкий гибрид». Большое различие заключается в том, что электродвигатель в обычном гибриде может управлять автомобилем, а двигатель в мягком гибриде — нет — он просто помогает двигателю.

Как работает мягкий гибрид?

Мягкие гибриды бывают нескольких конфигураций, но чаще всего они оснащены небольшим аккумуляторным блоком, который работает с обычной 12-вольтовой батареей, которая есть во всех автомобилях с двигателем внутреннего сгорания.

Часто это система на 48 В со встроенным стартер-генератором, который действует как стартер и блок питания для поддержки двигателя. В результате этот блок обеспечивает мощность при определенных условиях, например, когда вы трогаетесь с места, помогая немного разгрузить двигатель, чтобы сэкономить топливо, повысить экономичность и снизить эксплуатационные расходы. Есть небольшое преимущество и в ускорении.

Некоторые электромобили с мягким гибридом (MHEV) имеют функцию, которая позволяет двигателю выключаться при движении накатом.Но в любом случае технология MHEV автоматически перезапустит двигатель, когда вы будете готовы тронуться с места или снова нажать на педаль газа.

Одна вещь, которая является ключевой для всех мягких гибридов, заключается в том, что они не работают только на электричестве. Для этого вам понадобится полный гибрид или подключаемый гибрид.

Освобождаются ли мягкие гибриды от налогов?

К сожалению, нет. Исключение составляют только автомобили с нулевым уровнем выбросов.

Отличаются ли мягкие гибриды от вождения?

Не радикально. Большинство систем улучшают функцию старт-стоп автомобиля, так что вы можете остановиться на инерции без мощности двигателя, а не глушить двигатель в последнюю минуту.

Двигатель будет управлять автомобилем, но аккумулятор может способствовать ускорению, а торможение может немного отличаться, если у автомобиля есть рекуперативные тормоза.

Есть ли другие потенциальные преимущества?

Одна компания разрабатывает систему на 48 В для сокращения выбросов оксидов азота дизельными автомобилями на 60 % за счет электрического нагрева каталитического нейтрализатора быстрее, чем двигатель автомобиля.

Mild гибриды
Профессионалы против
легче, чем обычные гибридные

загрязняет больше, чем гибридные

дешевле в производстве

Нет большого стимула для экономии

Низкий уровень выбросов

Короткий, если таковой имеется, только электрический запас хода

Теперь взгляните на наш топ 1

Система и технология мягкого гибрида Volvo

Узнайте больше об электрифицированных силовых агрегатах

Volvo Cars взяла на себя обязательство к 2040 году добиться нулевого уровня выбросов углерода; совершенно новая система Volvo Mild Hybrid System (MHEV) — один из способов, с помощью которого компания планирует это реализовать.Все дело в создании устойчивой мобильности, но у Volvo Cars достаточно мудрости, чтобы понять, что шаги, предпринимаемые для достижения этой цели, должны быть и устойчивыми. Система Volvo Mild Hybrid позволяет оставшимся двигателям внутреннего сгорания (ДВС) питаться от батареи, что снижает нагрузку на двигатель и выбросы углекислого газа, одновременно повышая производительность и расход топлива. Сравните технологию MHEV, представленную на этой странице, с текущей технологией PHEV в нашем текущем каталоге Volvo XC60 Hybrid, и выясните, какой силовой агрегат подходит именно вам! Читайте дальше.

Что представляет собой новая система мягкого гибрида Volvo?

Улучшенные двигатели T5 и T6, силовые установки B5 и B6 будут оснащены электродвигателем, который работает в паре с 48-вольтовой батареей. В отличие от традиционного гибрида или подключаемого гибрида, система Volvo Mild Hybrid предназначена для повышения эффективности и мощности исключительно двигателя, а не трансмиссии и ведущих шестерен. Другими словами, традиционный гибрид или подключаемый гибрид может использовать электричество для физического привода колес, тогда как система Volvo Mild Hybrid выжимает максимум энергии из традиционного двигателя.

Вот чем автомобили Volvo Mild Hybrid отличаются от других электрифицированных автомобилей Volvo. Но насколько они одинаковы, если вообще совпадают? Отличный вопрос. Давайте подробнее рассмотрим другие электрифицированные системы и посмотрим, сможем ли мы определить объединяющие характеристики.

  • Технология Volvo EV — Эта силовая установка напоминает будущее всех автомобилей Volvo. На чистом электромобиле нет двигателя внутреннего сгорания. Все полностью электрические модели Volvo стандартно поставляются с постоянным полным приводом благодаря электродвигателям на каждой оси.Зарядка происходит дома через обычную розетку (зарядка 1-го уровня), на общественной зарядной станции с возможностью быстрой зарядки (зарядка 2-го уровня), на станции высокоскоростной зарядки (зарядка 3-го уровня) или через возможности рекуперативного торможения автомобиля. «Регенеративное торможение» улавливает энергию, которая иначе теряется в традиционных силовых агрегатах. Когда вы замедляетесь, рекуперативное торможение отправляет «потерянную» энергию обратно в аккумулятор автомобиля.

  • Технология Volvo Plug-In Hybrid (PHEV) — Как следует из названия, эта гибридная силовая установка с аккумулятором и ДВС может быть подключена к источнику зарядки и осуществлять рекуперативное торможение точно так же, как электромобиль.В отличие от чисто электромобилей, в автомобилях PHEV Volvo большую часть времени используется обычный двигатель, но они могут пользоваться ограниченным диапазоном движения в чистом электромобиле по команде. Этого диапазона обычно достаточно для большинства местных поручений.

  • Технология мягкого гибрида Volvo — Также используется регенеративное торможение для зарядки бортовой батареи. Аккумулятор соединен с электростартером/генератором, который способствует ускорению за счет снижения нагрузки на двигатель. В результате требуется меньше топлива, а производительность повышается при снижении выбросов.В автомобиле Volvo Mild Hybrid внешняя зарядка не требуется.

Вот оно. Если бы вам нужно было указать на сходства, в чем бы они заключались? Все системы либо значительно сокращают, либо устраняют выбросы CO2. Все модели снижают или устраняют потребность в ископаемом топливе. Во всех вариантах реализована рекуперативная тормозная система для захвата кинетической энергии, которая в противном случае теряется в автомобилях с обычным двигателем. Хотите вывести свою склонность к экомобильности на новый уровень? Ознакомьтесь с выставленным на продажу Volvo XC40 Recharge pure electric и попрощайтесь со своей зависимостью от ископаемого топлива навсегда .

Volvo Mild Hybrid Часто задаваемые вопросы

Теперь, когда вы знаете о системе Volvo Mild Hybrid System больше, чем большинство других, возникает следующий и наиболее очевидный вопрос: «Какие модели доступны в качестве MHEV?» Volvo Cars предлагает простой ответ. Недавнее обновление всего портфолио использует интегрированный ленточный стартер-генератор (или BISG) для улучшения всех оставшихся моделей ДВС. Другими словами, даже если вы не получите гибридный автомобиль с подключаемым модулем от Volvo Cars, вы все равно получите автомобиль, в котором используются электрифицированные технологии.Вот еще несколько ответов на самые распространенные вопросы, которые получают наши специалисты по электромобилям:

Что такое автомобиль Volvo с мягким гибридом?

Автомобиль Volvo с мягким гибридом использует встроенную 48-вольтовую батарею для питания стартера/генератора, который повышает производительность традиционного двигателя при одновременном снижении выбросов углерода.

Являются ли все автомобили Volvo «мягкими гибридами»?

Да и нет. В будущем все новые модели с двигателем внутреннего сгорания будут оснащены системой Volvo Mild Hybrid System.Если вы выбираете модель, которая представляет собой подключаемый гибрид или полностью электрический автомобиль, то мягкая гибридная система заменяется. Ознакомьтесь с нашими характеристиками Volvo C40 Recharge, чтобы узнать, как последняя модель станет полностью электромобилем!

Как работает Volvo Mild Hybrid?

Система мягкого гибрида Volvo представляет собой сочетание двигателя внутреннего сгорания и 48-вольтовой батареи. Два источника питания (двигатель и аккумулятор) связаны интегрированным стартер-генератором с ременным приводом (или BISG). Без какого-либо вмешательства с вашей стороны BISG будет работать интуитивно, когда это необходимо, чтобы помочь в ускорении или снизить нагрузку на двигатель.Эта операция снижает выбросы углерода, увеличивает расход топлива и избавляет ваш кошелек от беспокойства, а также заботу об окружающей среде.

Существуют ли гибридные автомобили Volvo?

Да и нет. Все автомобили Volvo, которые называются «гибридными», представляют собой гибридные модели с подключаемым модулем . В отличие от обычных гибридов (или даже «мягких» гибридов), подключаемый гибрид Volvo Cars обладает уникальным преимуществом, позволяющим работать в полностью электрическом режиме в течение определенного времени, а также использовать возможности внешней зарядки.Если вам нужен максимально эффективный без необходимости беспокоиться о подключении , то вы найдете идеальный автомобиль из нашего заманчивого ассортимента Volvo S60 и Volvo XC60 Mild Hybrid.

Какая модель с системой мягкого гибрида Volvo мне подходит?

Отличный вопрос! Если вы живете в нашей лесной глуши, похоже, многие из наших клиентов предпочитают иметь автомобили с максимальной маневренностью. В этом случае мы рекомендуем Volvo S60 Mild Hybrid, который обеспечивает идеальное сочетание комфорта и производительности спортивного седана.Все удобства, которые вы ожидаете от Volvo Cars, по-прежнему входят в стандартную комплектацию, например, кожа, адаптивные светодиодные фары, автономное торможение, мониторинг слепых зон и многое другое!

Если вам нужно немного больше места и возможностей, обратите внимание на Volvo XC60 Mild Hybrid. Этот легендарный семейный внедорожник оснащен замечательными функциями, такими как стандартная панорамная стеклянная крыша, удобный вход и выход, цифровые экраны с диагональю более 22 дюймов и многое другое.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.