Pomysł stworzenia samochodu hybrydowego z wykorzystaniem silnika elektrycznego pojawił się ponad 100 lat temu. Pojazdy hybrydowe spełniają kilka podstawowych funkcji:
- Oszczędność drogiej benzyny poprzez zastąpienie jej silnikiem elektrycznym.
- Pojazdy hybrydowe są bardziej przyjazne dla środowiska niż klasyczne pojazdy benzynowe.
- Zwiększ odległość pokonywaną przez silnik hybrydowy, wykorzystując dwa źródła energii.
Samochody hybrydowe i ich urządzenie
Istnieją umiarkowane i pełne pojazdy hybrydowe. Konstrukcja łagodnych hybryd wykorzystuje silnik benzynowy jako główny silnik i w rzadkich przypadkach łączy źródło energii elektrycznej jako sieć bezpieczeństwa. Pełne hybrydy oznaczają możliwość wykorzystania alternatywnego źródła zasilania jako głównego silnika.
Konstrukcje pojazdów hybrydowych
Istnieje kilka typów konstrukcji hybrydowych, różniących się sposobem podłączenia silnika:
- Samochody z łączem szeregowym. Schemat wykorzystuje silnik spalinowy małej mocy połączony z generatorem elektrycznym. Silnik elektryczny napędza samochód i jest głównym mechanizmem napędowym. Hybrydowe modele samochodów z tym schematem to Chevrolet Volt, a także Opel Ampera. Pojazdy te wykorzystują akumulatory elektryczne o dużej pojemności.
Schemat połączeń szeregowych węzłów
- Schemat połączenia równoległego. W ramach tego schematu zarówno silniki benzynowe, jak i elektryczne mogą pracować razem i osobno. Stosowany jest głównie silnik elektryczny o mocy 20 W, który zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości pojazdu.
Schemat połączeń równoległych węzłów
- Mieszany obwód szeregowo-równoległy. Zasada budowy takiego silnika jest podobna do obwodu równoległego, ale do obwodu mieszanego dodano generator, z którego zasilany jest silnik elektryczny.
Schemat szeregowo-równoległy połączenia węzłów
Jak działa silnik hybrydowy?
Gdy samochód rusza, zapasy silnika elektrycznego i akumulatora są zużywane. Przy dużej prędkości silnik benzynowy jest podłączony do pracy źródeł energii elektrycznej. W wyniku pracy silnika benzynowego powstaje pewna nadwyżka energii, która doładowuje generator. Z generatora zasilany jest silnik elektryczny, który z kolei ładuje akumulator.
Podczas hamowania stosowana jest zasada hamowania regeneracyjnego – silnik elektryczny w tym przypadku pełni rolę generatora, zasilając akumulator. W ten sposób energia wytworzona podczas hamowania jest wykorzystywana z korzyścią dla pojazdu.
Hybrydowe urządzenie pojazdu
Samochód hybrydowy składa się z następujących głównych elementów:
- Silnik gazowy(silnik spalinowy). Ale w samochodach hybrydowych, w przeciwieństwie do klasycznych, silnik spalinowy ma małą moc, ponieważ jest używany w połączeniu z silnikiem elektrycznym.
- Silnik elektryczny. Alternatywne źródło energii dla samochodu. Często w takich silnikach stosowana jest technologia rekuperacji – silnik elektryczny działa nie tylko jako elektrownia wprawiająca samochód w ruch. Działa również jako generator, magazynując energię podczas hamowania i pokonywania wzniesień.
- Generator przeznaczone do produkcji energii elektrycznej.
- Akumulatory przechowywać zapas energii elektrycznej dla silnika elektrycznego.
- Zbiornik paliwa służy do przechowywania benzyny do silników spalinowych.
- Transmisja pozwala na sterowanie zarówno silnikiem spalinowym, jak i elektrycznym.
Hybrydowe urządzenie samochodowe na przykładzie Toyoty Prius
Samochód hybrydowy przeznaczony jest przede wszystkim do efektywnego wykorzystania zasobów energetycznych. Aby osiągnąć ten efekt, stosuje się kilka technik:
- Energia hamowania jest wykorzystywana dzięki technologii rekuperacji.
- Benzynę oszczędza się, przełączając mechanizm na pracę silnika elektrycznego.
- Maszyna hybrydowa wykorzystuje lekkie materiały, które ułatwiają budowę, zmniejszając w ten sposób zużycie zasobów.
- Efektywnie wykorzystuje się właściwości aerodynamiczne materiałów i konstrukcji.
Branża samochodów hybrydowych aktywnie się rozwija, ponieważ póki co nie możemy mówić o doskonałości tych konstrukcji i ich dostępności. Przyjrzyjmy się bliżej niektórym zaletom i wadom konstrukcji pojazdów hybrydowych:
- Oszczędności w zużyciu paliwa i energii. Niewątpliwym plusem hybryd jest redukcja kosztów, poza tym silnik elektryczny może samodzielnie wytwarzać energię.
- Ekologia. Hybrydy są znacznie mniej szkodliwe dla środowiska niż klasyczne samochody.
- Zasięg biegu. Pojazdy hybrydowe są tankowane znacznie rzadziej niż konwencjonalne pojazdy benzynowe.
- Akumulatory hybrydowe są znacznie lżejsze i wygodniejsze w obsłudze niż akumulatory do samochodów elektrycznych.
- Silnik elektryczny pracuje prawie bezgłośnie.
- Samochód hybrydowy może obejść się bez silnika spalinowego na ulicach miast.
Ale są też pewne wady związane z samochodami hybrydowymi:
- Akumulatory silników elektrycznych muszą być stale eksploatowane, w przeciwnym razie ich żywotność zostanie skrócona. Ponadto są zdolne do samorozładowania, nie tolerują nagłych zmian temperatury. Infrastruktura przedsiębiorstw zdolnych do prawidłowego dysponowania tymi elementami nie została jeszcze rozwinięta.
- Złożona konstrukcja silnika sprawia, że naprawa jest trudna i kosztowna. Często części nie da się naprawić i trzeba zamawiać nowe u producentów, co opóźnia proces naprawy.
- Silniki hybrydowe współpracują przede wszystkim z pojazdami benzynowymi, chociaż olej napędowy jest bardziej ekonomiczny w użyciu.
- Koszt pojazdów hybrydowych jest znacznie wyższy niż średnia rynkowa. Nie każdy może sobie pozwolić na tak kosztowny zakup.
Pomimo pewnych niedociągnięć branża pojazdów hybrydowych rozwija się i rozwija dynamicznie. Z każdym nowym sezonem producenci wprowadzają najlepsze pojazdy hybrydowe o szerszym zakresie funkcji i bardziej przystępne cenowo dla entuzjastów motoryzacji.
Samochód hybrydowy nie jest nowym wynalazkiem. Pierwszy krok w kierunku pojazdów hybrydowych podjęto w 1665 roku, kiedy jezuita Ferdinand Verbiest rozpoczął prace nad planami budowy prostych pojazdów czterokołowych, które mogłyby być zaprzęgiem parowym lub konnym. Pierwsze samochody z silnikiem hybrydowym pojawiły się na przełomie XIX i XX wieku. Co więcej, niektórym deweloperom udało się przejść z projektów na produkcję na małą skalę. Począwszy od 1897 roku i przez następne 10 lat, francuska Compagnie Parisienne des Voitures Electriques wypuściła na rynek partię pojazdów elektrycznych i hybrydowych. W 1900 roku General Electric zaprojektował samochód hybrydowy z 4-cylindrowym silnikiem benzynowym. A ciężarówki „hybrydowe” opuszczały linię montażową Walker Vehicle Company z Chicago do 1940 roku.
Zacznijmy od tego, jak samochód zaczyna się poruszać. Podczas uruchamiania ruchu i przy niskich prędkościach zaangażowany jest tylko akumulator i silniki elektryczne. Energia zmagazynowana w akumulatorze trafia do centrum energetycznego, które z kolei kieruje ją do silników elektrycznych, dzięki którym samochód porusza się płynnie i cicho. Po rozpędzeniu silnik spalinowy zostaje włączony do pracy, a moment na koła napędowe zasilany jest jednocześnie z silników elektrycznych i silnika spalinowego. W tym przypadku część energii silnika spalinowego trafia do generatora, a teraz zasila on już silniki elektryczne, a nadwyżka jego energii podawana jest do akumulatora, który na początku utracił część dopływu energii. ruch. Podczas jazdy w trybie normalnym automatycznie używany jest tylko napęd na przednie koła, we wszystkich pozostałych - pełny. W trybie przyspieszania moment na koła pochodzi głównie z silnika benzynowego, a silniki elektryczne, w razie potrzeby dla zwiększenia dynamiki, uzupełniają silnik spalinowy. Jedną z najciekawszych rzeczy jest hamowanie. Elektroniczne mózgi samochodu decydują, kiedy użyć hydraulicznego układu hamulcowego, a kiedy zastosować hamowanie rekuperacyjne, preferując to drugie. Oznacza to, że w momencie naciśnięcia pedału hamulca przenoszą one silniki elektryczne w tryb pracy „generator” i wytwarzają moment hamowania na kołach, wytwarzając energię elektryczną i zasilając akumulator przez centrum energetyczne. To jest główna atrakcja „hybrydy”. 
W klasycznych samochodach energia hamowania jest całkowicie tracona, pozostawiając ciepło przez tarcze hamulcowe i inne części. Wykorzystanie energii hamowania jest szczególnie efektywne w warunkach miejskich, kiedy trzeba często hamować na światłach. Zintegrowane zarządzanie dynamiką pojazdu (VDIM) integruje i zarządza wszystkimi aktywnymi systemami bezpieczeństwa. Jednym z pierwszych udanych samochodów wyposażonych w silnik hybrydowy, które trafiły do mas, była opracowana przez Toyotę „Toyota Prius”, która zużywa 3,2 litra benzyny na 100 km (w mieście). Toyota wypuściła również hybrydowego SUV-a, Lexusa RX400h, który kosztuje od 68 000 do 77 000 USD, w zależności od konfiguracji. Należy zauważyć, że pierwsze wersje Toyoty Prius były gorsze od samochodów tej samej klasy zarówno pod względem prędkości, jak i mocy, ale Lexus RX400h nie jest już gorszy od swoich kolegów z klasy ani pod względem prędkości, ani mocy.
Wiodące światowe koncerny motoryzacyjne również zwróciły uwagę na silniki hybrydowe jako rozwiązanie problemu oszczędności paliwa i zanieczyszczenia środowiska. W ten sposób Volvo Group ogłosiło stworzenie silnika hybrydowego do samochodów ciężarowych, ciągników, naczep i autobusów. Twórcy firmy liczą na to, że ich pomysł zapewni 35% oszczędności paliwa. Przy tym wszystkim trzeba powiedzieć, że samochody hybrydowe „z hukiem” jeździły do tej pory tylko w Ameryce Północnej (Kanada i USA). A w Ameryce zapotrzebowanie na nie rośnie coraz bardziej, ponieważ samochody, które zużywały dużo paliwa, były tam popularne do ostatnich lat, a ponieważ paliwo zaczęło gwałtownie i gwałtownie rosnąć, Amerykanie ostro myśleli o jego ratowaniu i o tym, jak samochody z silniki hybrydowe. W Europie na pojawienie się silników hybrydowych zareagowali spokojnie, bo tam jeździ oszczędny i bardziej przyjazny dla środowiska niż benzynowy, stary dobry silnik wysokoprężny. W przeciwieństwie do USA, ponad 50% samochodów w Europie jest wyposażonych w silniki wysokoprężne. Poza tym samochody z silnikiem diesla są tańsze niż hybrydowe, prostsze i bardziej niezawodne. W końcu każdy wie, że im bardziej złożony system, tym mniej jest niezawodny! I właśnie ze względu na jego złożoność i kapryśność praktycznie nie ma samochodów hybrydowych w przestrzeni postsowieckiej. Oficjalni dealerzy nie przynoszą ich tutaj. A każdy właściciel takiego samochodu u nas nieuchronnie stanie przed problemem stacji paliw. Nie posiadamy stacji obsługi która zajmowałaby się samochodami hybrydowymi. A takiej maszyny nie da się samemu naprawić!
Krytyczna sytuacja z otoczeniem i ciągły wzrost cen paliw skłania producentów transportu do poszukiwania nowych rozwiązań. Silniki spalinowe (ICE) są ulepszane, modyfikowane i „mieszane” z silnikami elektrycznymi. Dlaczego tak się dzieje, jak działa silnik hybrydowy, rozważymy w dzisiejszej publikacji.
Pomysł połączenia dwóch jednostek (silnika spalinowego i elektrycznego) nie jest nowy. W 1897 roku francuska firma Parisienne des Voitures Electriques rozpoczęła produkcję samochodów z silnikami hybrydowymi, a nieco później amerykański General Electric wypuścił pierwszą hybrydę z czterocylindrowym silnikiem benzynowym. Ale wtedy taka innowacja okazała się ekonomicznie niecelowa. Paliwo było tanie, a moc samochodu hybrydowego gorsza od tradycyjnych modeli. Ale czasy się zmieniły. Paliwo drożeje, pogarsza się sytuacja środowiskowa. Samochody z mieszanymi układami napędowymi stały się istotne i zaczęły zdobywać popularność.
W prostych słowach o kompleksie
Co to jest silnik hybrydowy? Silnik hybrydowy to system składający się z dwóch połączonych ze sobą jednostek: elektrycznej i benzynowej. Mogą pracować zarówno osobno, jak i jednocześnie. Systemem tym steruje komputer pokładowy samochodu. Decyduje, w zależności od trybu jazdy, jaki typ jednostki napędowej należy w danym momencie użyć.
Do jazdy po mieście, gdy silnik nie musi generować dużej mocy, wykorzystywany jest silnik elektryczny. Podczas jazdy po drogach podmiejskich komputer wyłącza silnik elektryczny i uruchamia jednostkę paliwową.
W mieszanym trybie jazdy, kiedy silnik samochodu pracuje pod obciążeniem z okresowymi przyspieszeniami i zatrzymaniami, obie jednostki pracują w tandemie. Co więcej, podczas pracy silnika paliwowego ładowany jest prąd elektryczny. Zasługują na szczególną uwagę.
Oszczędność energii w silnikach hybrydowych
Wiadomo, że na ruch samochodu zużywa się ogromną ilość energii. W związku z tym rodzi się naturalne pytanie: jak silnik elektryczny, nawet w warunkach małego obciążenia, może pracować przez długi czas bez dodatkowej przyczepy z akumulatorami. Aby zrozumieć zasadę działania samochodowego silnika elektrycznego, musisz prześledzić cały proces od początku do końca.
Gdy samochód rusza lub porusza się z małą prędkością, całą pracę wykonuje silnik elektryczny, który jest zasilany akumulatorem. Ponadto jego zadaniem jest rozpędzanie samochodu do maksymalnej prędkości możliwej dla silnika elektrycznego. Następnie komputer wydaje polecenie włączenia silnika paliwowego. W takim przypadku silnik spalinowy oddaje część energii do generatora, który zastępuje akumulator i nadal zasila silnik elektryczny, ładując akumulator równolegle. W tym samym czasie samochód pracuje jednocześnie na dwóch jednostkach napędowych.
Podczas jazdy ze średnią prędkością silnik elektryczny jest wyłączony, pracuje tylko silnik spalinowy, uzupełniający zasilanie akumulatora. Wraz ze wzrostem obciążenia silnika spalinowego ponownie przychodzi mu z pomocą silnik elektryczny. Ale energia elektryczna jest uzupełniana nie tylko dzięki pracy silnika spalinowego. Mechanizm hamowania samochodu z silnikiem hybrydowym jest zaprojektowany w taki sposób, że energia generowana podczas hamowania jest zamieniana na energię elektryczną, a także zasila silnik elektryczny. To hamowanie nazywa się „regeneracyjnym”.
Opisany powyżej algorytm opisuje ogólny obraz pracy hybrydowego zespołu napędowego samochodu. Obecnie istnieją trzy rodzaje takich silników: szeregowy, równoległy i mieszany. 
Sekwencyjny schemat hybrydowy
Zasadę działania takiego schematu można uznać za najprostszą z hybryd. Silnik spalinowy tego typu jest elementem pomocniczym i przeznaczony jest do obsługi generatora. Generator, pobierając energię z silnika spalinowego, zamienia ją na energię elektryczną i zasila silnik elektryczny, który wprawia samochód w ruch.
Taki schemat z reguły stosuje się w samochodach o małej mocy (małe samochody). Ale zastosowany akumulator ma dużą pojemność, z możliwością ładowania ze zwykłego zasilacza. Duża pojemność akumulatora pozwala zminimalizować wykorzystanie silnika spalinowego, czyli samochód może być napędzany silnikiem elektrycznym, który jest zasilany wyłącznie akumulatorem. Chevrolet Volt to jeden model samochodu, który wykorzystuje sekwencyjną konstrukcję hybrydową.
Obwód równoległy pojazdu hybrydowego
Zasada działania obwodu równoległego polega na tym, że silnik spalinowy i silnik elektryczny są zainstalowane w taki sposób, aby można było używać ich zarówno razem, jak i osobno. Jednak główną funkcją silnika elektrycznego w takim schemacie jest wytwarzanie dodatkowej mocy dla silnika spalinowego podczas przyspieszania. Ponadto silnik elektryczny pełni rolę rozrusznika i generatora. Akumulatory o takim schemacie nie wymagają dodatkowego doładowania, mają wystarczającą ilość energii generowanej podczas jazdy.
Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid to równoległe modele hybrydowe.
Obwód hybrydowy szeregowo-równoległy
W tym schemacie silnik spalinowy i silnik elektryczny są połączone planetarną skrzynią biegów, za pomocą której moc z obu silników jest przenoszona na koła napędowe.
Obwód mieszany różni się od równoległego obecnością generatora, który wytwarza energię dla silnika elektrycznego.
Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid są w pełni hybrydowe.
Pozytywne aspekty silników hybrydowych
- Główną zaletą hybryd jest ich ekonomia. Minimalna oszczędność paliwa to 20%, co jest dość wymierną zaletą w obliczu rosnących cen.
- Wspólne korzystanie z dwóch silników zmniejsza emisję CO2.
- Doskonałe właściwości jezdne, które uzyskuje się dzięki racjonalnej akumulacji i późniejszej redystrybucji mocy generowanej wspólnie przez oba silniki.
- W porównaniu z tradycyjnym samochodem hybryda ma spory zasięg, co oznacza, że może kontynuować jazdę nawet z pustym bakiem.
- Charakterystyki silników hybrydowych są całkowicie identyczne z tradycyjnymi modelami z silnikami spalinowymi, wbrew panującym stereotypom, a biorąc pod uwagę inne zalety, czasami nawet je przewyższają.
- Silniki elektryczne są praktycznie bezgłośne, co zwiększa komfort podczas obsługi auta.
- W porównaniu z pojazdem elektrycznym akumulator hybrydy jest ładowany przez silnik paliwowy, co zwiększa jego zasięg.
- Samochód jest tankowany tą samą benzyną co samochody tradycyjne.
Wady hybryd
- Wysoki koszt samochodu.
- Utrzymanie samochodu jest drogie. Samodzielna naprawa takiej maszyny jest mało prawdopodobna, a znalezienie wykwalifikowanych rzemieślników jest bardzo trudne. Gwarantowane są również problemy z komponentami.
- Zmiany temperatur klimatycznych mają zły wpływ na akumulatory i prowadzą do ich samorozładowania.
Zewnętrznie samochody z hybrydowymi układami napędowymi nie różnią się od swoich klasycznych odpowiedników benzynowych. Oczywiście, gdyby modele samochodów z silnikami hybrydowymi miały taką samą cenę jak analogi z silnikami spalinowymi, a konserwacja nie była trudna, mało kto odmówiłby takiemu samochodowi. Ale w tej chwili rzeczywistość jest taka, że różnica w cenie hybrydy i analogu wynosi średnio 4000 USD. Nawet jeśli weźmiemy pod uwagę wszystkie zalety takich samochodów, w tym oszczędność paliwa, różnica nadal będzie nieproporcjonalna. Jeśli nie ma awarii, a przebieg jest spory, samochód zwróci się w najlepszym razie za pięć lat. Ten stan rzeczy nie jest zachęcający. Ale jak mówi przysłowie: „Ile osób – tyle opinii”, więc wybór zawsze należy do konkretnej osoby.
W ostatnich latach ludzie zaczęli poważnie myśleć o ekologii planety. A producenci samochodów chętnie wspierają ten trend, tworząc pojazdy napędzane paliwami przyjaznymi dla środowiska. Jeśli chodzi o pojazdy elektryczne, nie są one jeszcze poważnie rozważane. Tego samego nie można powiedzieć o pojazdach hybrydowych, które zyskują coraz większą popularność.
Co to jest samochód hybrydowy. Plusy i minusy „hybrydy”.
Czym jest samochód hybrydowy? Słowo hybryda pochodzi od łacińskiego „hibrida”, co oznacza krzyż. To znaczy organizm, który uzyskuje się przez skrzyżowanie genetycznie różnych form rodzicielskich. W naszym przypadku formą rodzicielską jest silnik elektryczny. W jednym zdaniu: pojazd hybrydowy to pojazd z silnikiem spalinowym o wysokiej sprawności. Urządzenie to może być zasilane zarówno tradycyjnym paliwem, jak i energią elektryczną z akumulatorów.
Każdy z silników ma swoją specyficzną funkcję. Na przykład: jeśli samochód stoi np. w korku lub porusza się wolno, silnik elektryczny będzie działał. Gdy samochód nabiera prędkości, do gry wkracza silnik benzynowy.
Plusy pojazdów hybrydowych.
Największym plusem samochodów hybrydowych jest to, że są bardzo ekonomiczne... Z reguły ich zużycie paliwa jest o 25% mniejsze niż w przypadku tradycyjnych samochodów. A w obliczu stale rosnących cen benzyny ten punkt jest najważniejszy.
Kolejnym najważniejszym elementem jest przyjazność dla środowiska. Hybrydy wyrządzają mniej szkód w naszym ekosystemie niż konwencjonalne samochody. Osiąga się to poprzez bardziej racjonalne zużycie paliwa. Ponadto, gdy samochód całkowicie się zatrzymuje, silnik benzynowy przestaje działać, dając inicjatywę silnikowi elektrycznemu. Oznacza to, że podczas postojów praktycznie nie ma emisji dwutlenku węgla do atmosfery.
W przeciwieństwie do akumulatorów pojazdów elektrycznych, w hybrydach akumulatory można ładować z silnika benzynowego... Co sprawia, że jego rezerwa mocy jest wystarczająco duża. Ponadto trwa dłużej bez tankowania.
Wiele osób uważa, że hybrydy mają znacznie gorsze osiągi niż tradycyjne samochody. To nie jest prawda. Wszystkie niezbędne cechy (moc, podkręcanie od zera do stu itd.), które mają, nie są gorsze.
Co najlepsze, samochody hybrydowe czują się jak w domu w cyklu miejskim, w którym są bardzo częste postoje, a silnik dużo pracuje na biegu jałowym. W praktyce w mieście działa jak samochód elektryczny. Jeśli mówimy o cyklu mieszanym, to tutaj nie mają one szczególnych zalet.
Toyota Prius to najpopularniejsza hybryda w Rosji. Jak już wspomniano, jeśli samochód stoi, to przełącza się w tryb silnika elektrycznego. Daje to prawie całkowitą bezszmerowość.
Cóż, samochód hybrydowy jest zasilany zwykłymi węglowodorami, czyli benzyna... Wszystko odbywa się standardowo, jak w przypadku tradycyjnych samochodów.
Wady pojazdów hybrydowych.
Nic nie jest idealne, ma też swoje wady. A najważniejsze jest to, że naprawa samochodów hybrydowych jest dużo droższa niż naprawa samochodu z tradycyjnym sprzętem. Wyjaśnia to złożoność konstrukcji urządzenia silnikowego.
Ponadto, ze względu na złożoność konstrukcji, trudno jest znaleźć fachowców, którzy potrafią naprawić silnik.
Akumulatory dostarczane z hybrydami mogą samoczynnie się rozładowywać. Ponadto nie wytrzymują dużych wahań temperatury, a ich żywotność jest raczej ograniczona.
Ponadto nie wiadomo jeszcze, jak zużyte baterie wpływają na środowisko. Dlatego też problemem jest ich utylizacja.
Pomimo tego, że samochody hybrydowe mają więcej zalet, nie są jeszcze popularne w Rosji. Jednym z powodów tego jest cena. Koszt najpopularniejszej hybrydowej Toyoty Prius w naszym kraju wynosi od 1 200 000 rubli. A ten samochód to najtańsza hybryda. Ponadto dla masowego nabywcy planują wypuścić rosyjski samochód hybrydowy, tzw. „Yo-Mobile”. Jego cena może wynosić od 350 000 rubli. Jednak ten projekt został zamknięty.
BMW ActiveHybrid X6 jest jak dotąd najmocniejszym pojazdem hybrydowym. W związku z walką o środowisko, nabywców na całym świecie zachęca się do zakupu hybryd. Tak więc w Stanach Zjednoczonych istnieje szereg ulg podatkowych dla właścicieli takich samochodów, a nawet bezpłatne miejsca parkingowe. W naszym kraju też wprowadzą podobne przepisy. W szczególności obniżenie ceł na import pojazdów hybrydowych.
Silniki napędzane węglowodorami powoli, ale pewnie stracą swoje pozycje. A hybrydy są jednym z tych kroków. Dopóki jednak ceny na nie pozostaną na tym samym poziomie, popyt na nie będzie niewielki.
Dzięki swojej ekonomiczności i niezawodności pojazdy hybrydowe Toyoty cieszą się dużym zainteresowaniem konsumentów. Płynna jazda i stabilność na drodze, jak się okazuje, to nie wszystkie zalety tego japońskiego auta. Doskonałe właściwości jezdne maszyny zaskakująco łączą się z oszczędnym zużyciem paliwa. Hybrydowa Toyota Prius jest zasilana dwoma źródłami mocy: silnik elektryczny oraz silnik spalinowy(LÓD).
Spróbujmy dowiedzieć się, jak wraz ze wzrostem mocy samochód może zużywać benzynę na poziomie małego samochodu. Urządzenie hybrydowe Toyota Prius składa się z:
- silnik spalinowy (ICE);
- silnik elektryczny;
- przekładnia planetarna (dzielnik mocy);
- generator;
- falownik;
- bateria.
Silnik spalinowy i silnik elektryczny mogą pracować jednocześnie, naprzemiennie i uzupełniać się w razie potrzeby. W urządzeniu hybrydowym moment napędowy na koła może być przenoszony bezpośrednio z silnika elektrycznego i silnika spalinowego w różnych proporcjach.
Odbywa się to za pomocą przekładni planetarnej (rozdzielacza mocy), która składa się z zestawu kół zębatych. Cztery z nich są podłączone do silnika benzynowego, a zewnętrzna do silnika elektrycznego. Kolejny satelita jest podłączony do generatora, który w razie potrzeby przesyła energię do silnika elektrycznego lub ładuje akumulator.
Jedną z głównych zalet Priusa jest to, że w przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, ładowanie pojazdu hybrydowego nie wymaga podłączenia do sieci. Procesor, który steruje wszystkimi czynnościami maszyny, w razie potrzeby doładowuje akumulator z silnika spalinowego.
Jak działa samochód hybrydowy
Głównym zadaniem inżynierów Toyoty było stworzenie ekonomicznego samochodu, który nie poddałby się potężnym „żelaznym koniom” na autostradzie, ale jednocześnie miałby niskie zużycie silnika. W tym celu zastosowano kombinację silnika spalinowego z silnikiem elektrycznym. Aby osiągnąć maksymalną wydajność, w Toyocie Prius oba źródła zasilania mogą być obsługiwane oddzielnie, razem i równolegle.
Tak więc zasada działania hybrydowej Toyoty Prius. Silnik jest uruchamiany i pojazd jest przyspieszany za pomocą trakcyjnego silnika elektrycznego. Obraca zewnętrzną satelitę przekładni planetarnej i w ten sposób przenosi moment obrotowy na koła. Ale na baterii nie zajdziesz daleko. Dlatego też, gdy tylko samochód nabiera prędkości, włącza się silnik spalinowy.
Połączone zastosowanie silnika elektrycznego i silnika spalinowego pozwala na osiągnięcie maksymalnej sprawności (sprawności) całego systemu, ponieważ. W momencie wciśnięcia hamulca silnik spalinowy zostaje wyłączony i następuje tzw. hamowanie regeneracyjne (cała energia z oporu zamieniana jest na elektryczną), w której silnik elektryczny pracujący w trybie generatorowym ładuje akumulator.
Jeśli samochód ponownie potrzebuje więcej mocy, na przykład do wyprzedzania, ponownie włącza się silnik elektryczny, którego energia wystarcza do gwałtownego przyspieszenia. Schematy eksploatacji samochodów hybrydowych zostały opracowane z myślą o zwiększeniu ekonomiczności samochodu i zmniejszeniu emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Wraz ze wzrostem zużycia paliwa (po wciśnięciu pedału gazu) komputer sterujący wysyła sygnał do dzielnika mocy i włącza źródło elektryczne, co pozwala na pracę silnika spalinowego bez obciążenia.
Toyota ma wyjątkową niezawodność i elastyczność, ponieważ sterowanie ruchem odbywa się głównie za pomocą przewodów, z pominięciem stosowania skomplikowanych komponentów i zespołów. Nawiasem mówiąc, w hybrydowej Toyocie Prius generator działa jak rozrusznik i pomaga „rozkręcić” silnik spalinowy do wymaganych 1000 obr/min.
Tryb pracy silnika
- Początek. Poruszanie się tylko z trakcją elektryczną.
- Jazda ze stałą prędkością. W takim przypadku moment obrotowy jest przenoszony na generator i koła.
- Generator w razie potrzeby ładuje akumulator i przekazuje energię do silnika elektrycznego. W tym przypadku momenty obrotowe obu zespołów trakcyjnych są sumowane.
- Tryb wymuszony. Silnik elektryczny, otrzymując dodatkową moc z generatora, zwiększa moc silnika benzynowego.
- Hamowanie. Hybryda hamuje głównie silnikiem elektrycznym. Jednak po mocnym wciśnięciu pedału uruchamiają się elementy hydrauliczne i hamowanie następuje w zwykły sposób.
Silnik (lód)
Typ silnika hybrydowego Toyoty - Hybrid Synergy Drive (hybrydowy napęd synergiczny), który pozwala łączyć dwa źródła zasilania: silnik spalinowy i silnik elektryczny. Dowiedzmy się, jakie silniki paliwowe są zainstalowane w Priusie.
W połowie lat 50. ubiegłego wieku inżynier Ralph Miller zasugerowano ulepszenie pomysłu Jamesa Atkinsona ... Istota pomysłu została wyrażona w zwiększeniu sprawności silnika spalinowego poprzez zmniejszenie suwu sprężania. To właśnie ta zasada, obecnie często nazywana cyklem Millera/Atkinsona, stosowana jest w silnikach hybrydowych Toyoty.
A więc hybryda Toyota Prius, jak działa silnik tego samochodu. W przeciwieństwie do innych modeli ICE proces sprężania w cylindrze nie rozpoczyna się w momencie, gdy tłok zaczyna poruszać się w górę, ale nieco później. Dlatego przed zamknięciem zaworów ssących część mieszanki paliwowo-powietrznej wraca do kolektora ssącego, co pozwala na wydłużenie czasu wykorzystania energii ciśnienia gazu rozprężnego. Wszystko to prowadzi do znacznego wzrostu sprawności silnika, wzrostu sprawności jednostki, a także zwiększa moment obrotowy.
Charakterystyka silnika:
- Objętość - 1794 cm3
- Moc (KM / kW / obr./min) - 97/73/5200.
- Moment obrotowy (Nm / obr./min) - 142/4000.
- Zasilanie paliwem - wtryskiwacz.
- Paliwo - benzyna AI 95, AI - 92.
Zużycie hybrydowej Toyoty Prius na 100 km w cyklu miejskim wynosi 3,9 litra, na autostradzie – 3,7 litra.
Silnik elektryczny Toyoty
Konstrukcja hybrydowego napędu synergicznego wykorzystuje silnik trakcyjny. Moc silnik elektryczny Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Ta jednostka zapewnia ruch samochodu od startu do stałej ustawionej prędkości, włącza się, gdy samochód zaczyna wyprzedzać i uczestniczy w hamowaniu. Cały system Toyoty Prius jest przemyślany w najdrobniejszych szczegółach. Pojazd hybrydowy jest ładowany podczas jazdy, z silnika spalinowego poprzez prądnicę sterującą.
Bateria akumulatora
Hybryda wyposażona jest w dwa akumulatory (główny wysokiego napięcia i pomocniczy), oba znajdują się w bagażniku samochodu. Główne urządzenie akumulatora samochodowego wykonane jest ze stopu niklowo-metalowo-wodorkowego i ma wydajność 6,5 A/h, napięcie 201,6 V. To urządzenie ma własny układ chłodzenia. Wewnątrz akumulatora wysokonapięciowego znajduje się sterownik, który kontroluje proces ładowania każdego ogniwa (bloku) liczącego łącznie 168 ogniw.
Zużyciem i odzyskiwaniem energii z akumulatora steruje procesor sterujący pojazdu. Akumulator Toyota Prius nie wymaga ładowania z sieci, proces ten odbywa się podczas jazdy i hamowania (w większości) pojazdu.
Akumulator pomocniczy: 12 V (35 A/h, 45 A/h, 51 A/h).
Wniosek
Mimo stosunkowo wysokich kosztów samochody hybrydowe cieszą się coraz większym zainteresowaniem nabywców. W porównaniu do innych pojazdów hybrydowych, Toyota Prius rzeczywiście zużywa znacznie mniej paliwa i ma niski ślad węglowy.