Ce înseamnă tipul de motor hibrid. Tipuri de centrale hibride

Dragi compatrioți, astăzi vom vorbi despre ce este un motor hibrid într-o mașină, cum funcționează, în ce constă, despre avantajele și dezavantajele noilor dezvoltări.

În cele mai multe cazuri, un motor este folosit ca centrală electrică. combustie interna, dar având în vedere epuizarea rezervelor de petrol și cerințele tot mai mari pentru respectarea mediului înconjurător ale motoarelor, corporațiile auto au dezvoltat noi tehnologii care ne-ar permite să renunțăm la hidrocarburile drept combustibil principal, sau cel puțin să le reducem consumul.

În locul unui motor cu ardere internă, nu este încă eficient să instalați motoare electrice, deoarece consumul de energie al bateriilor este asociat cu o greutate mare și, în consecință, cu costul ridicat al acestora.

Cu toate acestea, aproape toți cei mai mari producători auto din lume au început deja să-și producă propriile modele de mașini hibride. Acestea combină un motor cu ardere internă și o centrală electrică.

Liderul recunoscut în dezvoltarea și producția de vehicule hibride rămâne Toyota. Această preocupare a lansat primul hibrid dintr-o serie încă din 1997 și continuă să producă mai multe modele de mașini fiabile.

Hibrid - tradus în rusă ca traversare. Combinația acestor două diverse tehnologiiîndeplini cu succes sarcina principală - mișcarea mașinii.

Funcția motorului hibrid este ca motorul cu ardere internă să se pună în mișcare, care dă energie centralei: baterie-motor electric. Iar centrala, la rândul său, transmite cuplul roților prin transmisie.

Astfel, se realizează un mod optim de mișcare și se creează o forță suplimentară. În plus, sarcinile de vârf și fluctuațiile sunt netezite, ca urmare a creșterii productivității și eficienței.

motor hibrid. Dispozitiv

Există mai multe opțiuni pentru un motor hibrid:

• Paralel. Motorul pe benzină este alimentat de rezervor de combustibil, iar motorul electric este alimentat de la baterie. Ca rezultat, două motoare rotesc transmisia, care apoi transmite cuplul roților.
• Microhibrid. Această opțiune a fost dezvoltată de specialiștii Toyota. Mașina lor hibridă pornește și se mișcă la viteze mici doar cu ajutorul propulsiei electrice. Dar la o viteză crescută, motorul cu ardere internă începe să funcționeze. Totodată, pe tronsoane dificile de drum - urcușuri, nisip, noroi, alte sarcini, motorul electric este alimentat și de o baterie pentru funcționare în paralel și tracțiune sporită. Toate aceste moduri sunt controlate de electronică.
  
• Hibrid mediu. O astfel de mașină are propriile sale caracteristici - nu este furnizată mersul pe un motor electric. Dar tracțiunea electrică crește semnificativ eficiența, datorită primirii unei tensiuni mai mari decât o oferă bateria și, în consecință, crește puterea centralei în ansamblu.
  
• Hibrid complet. Aici, electricitatea este pe primul loc - datorită acesteia se asigură mișcarea. Bateria se incarca prin recuperare. Și un ambreiaj separat între cele două motoare face posibilă decuplarea acestor sisteme. Ca urmare, motorul pe benzină este pornit numai atunci când este absolut necesar.
  
• Separat. Conține o pereche de motor-generator și un motor pe benzină. Prin intermediul unui angrenaj planetar, cuplul este furnizat cutiei de viteze. O parte din energie este folosită pentru a propulsa mașina, în timp ce restul este trimisă la o baterie de înaltă tensiune.
  
• Consistent. Aici schema este următoarea: motorul pe benzină rotește generatorul, care încarcă bateria, iar din acesta energia este furnizată motorului electric și deja rotește transmisia și, de fapt, roțile.

Avantaje și dezavantaje ale unui motor hibrid de mașină

Desigur, avantajele depășesc avantajele, dar există și contra, ca în toate produsele noi. De exemplu, un motor hibrid pe benzină este mai frecvent, deși nu este pus la îndoială.

Dar s-a întâmplat așa - tehnologia a fost dezvoltată în America și acolo motorina nu este ținută la mare cinste. Da, și un hibrid unitate diesel ar fi costat mai mult și, având în vedere că prețul este deja mult peste medie, problema poate fi considerată închisă.

Cel mai mult, pasionații de mașini sunt derutați de motorul hibrid din cauza bateriei. Aceasta este o componentă foarte capricioasă, deoarece necesită o funcționare constantă, altfel durata de viață a acesteia va fi redusă semnificativ.

De asemenea, bateriile se tem de schimbările de temperatură, de autodescărcare. Plus la tot preț mare piese de schimb si reparatii. Și este puțin probabil să o poți face singur.

Dar să vorbim despre lucruri plăcute. Unul dintre principalele avantaje ale unui motor hibrid consum redusși combustibil și emisii minime Substanțe dăunătoareîn atmosferă și toate acestea datorită:

• lucru coordonat și motor electric;
• utilizarea unei baterii de mare capacitate;
• utilizarea energiei de frânare (frânare regenerativă), care transformă energia cinetică a mișcării în electricitate.

În plus, motorul hibrid a adunat o mulțime de alte inovații care vor economisi combustibil și vor salva atmosfera. Printre ei:

• modificarea sincronizarii supapelor;
• opri pornirea;
• recircularea gazelor de eșapament;
• încălzire antigel cu gaze de eșapament;
• pompa electrica de apa, climatizare si;
• anvelope cu rulare îmbunătățită.

Un efect notabil se observă atunci când se folosește o mașină hibridă în ciclul urban, când există opriri frecvente, motorul este la ralanti.

Însă pe autostradă, când se conduce cu viteză mare, motorul hibrid nu mai este la fel de eficient.
Pe de altă parte, aceeași baterie face posibilă conducerea mai mult timp fără realimentare. Mai mult, bateria nu poate fi încărcată, dar mașina poate fi umplută doar cu combustibil.

Motorul, datorită controlului computerului, funcționează întotdeauna în modul optim, indiferent cât de mult ai încerca să-l supraîncărcări.

Adesea asemănătoare mașini hibride telefoanele mobile se pot deplasa fără combustibil. Și diferă prin faptul că motorul funcționează abia audibil.

Sper că articolul vă va ajuta să găsiți soluția potrivită dacă se pune întrebarea de a alege o mașină cu o centrală hibridă.

Ne mai vedem.

De ce am atins această problemă pe portalul nostru? Și de ce vrem să vă educăm despre funcționarea motoarelor hibride? Totul este extrem de simplu și clar. Faptul este că multe domenii ale vieții noastre sunt literalmente pătrunse de interacțiunea a tot felul de tehnologii, care în simbioza lor dau naștere la mult mai multe metode eficiente, gadgeturi și mecanisme. Și, desigur, nu au îndrăznit să pună deoparte motoarele pentru animalele noastre de companie cu patru roți. Și atât despre astfel de unități, pozitive și aspecte negative, vom vorbi despre modul în care funcționează în acest subiect. Între timp, să facem o mică digresiune în istorie. Merge!

Un pic de istorie

Mașini cu „inimi” hibride - invenția este departe de a fi nouă, așa cum ar părea la prima vedere. Pionierul și întruchiparea ideii unui motor hibrid a fost un duhovnic iezuit numit Ferdinand Verbiest.În 1665 a început să lucreze la planuri pentru vagoane simple cu patru roți, alimentate cu abur și cai. Dar primul modele de producție cu motoare hibride a văzut lumina deja la începutul secolelor XIX și XX. Timp de zece ani, începând cu 1887, francezii Compania Parisienne des Voitures Electrics a lansat o serie și mașini cu motoare hibride. Iar în 1900 compania General Electric a creat o mașină hibridă cu un motor cu patru cilindri pe benzină. The Walker Vehicle Company din Chicago a produs camioane hibride până în 1940.

Desigur, la acel moment producție mașini similare limitat la loturi mici și crearea de diferite tipuri de prototipuri. Cu toate acestea, în timpul nostru, o lipsă acută de resurse de petrol și un progres constant criză economică a cerut designeri de automobileși dezvoltatorii să se întoarcă la rădăcini și să reia producția de mașini cu motoare hibride.

Cum funcționează un motor hibrid - în cuvinte simple despre noile tehnologii

Ei bine, acum este momentul să ne dăm seama ce fel de unitate de motor hibrid este și de ce au început să producă mașini cu atâta inimă atât de zel? Un motor hibrid este un sistem de două motoare interconectate: pe benzină și electric. Două motoare pot funcționa atât împreună, cât și separat, totul depinde de modul de funcționare în care este utilizat acest moment. Procesul de redistribuire a „puterilor” este controlat de un computer puternic, care la un moment dat sau altul decide care dintre motoare ar trebui să funcționeze acum. Pentru deplasarea în modul suburban, motorul cu combustibil preia toată munca, deoarece bateria nu durează mult pe autostradă. Pentru a vă deplasa prin oraș, motorul electric este pornit.

Dacă vehiculul este supus sarcini grele sau trebuie să accelereze des și destul de intens, atunci ambele motoare lucrează deja împreună. Un fapt interesant este că în timp ce mașina se mișcă cu un motor cu combustibil, cea electrică se încarcă în acest moment. O mașină cu motor hibrid emite cu 90% mai puține substanțe în atmosferă decât suntem obișnuiți. motoare cu combustibil, și asta în ciuda faptului că include și o unitate pe benzină. De asemenea, consumul de benzină în oraș poate fi redus la zero, ceea ce, desigur, nu se poate spune despre călătoriile în țară.

Să aruncăm o privire la modul în care o mașină hibridă se retrage. Chiar la începutul mișcării și la viteze mici funcționează doar bateria și motorul electric. Energia care este stocată în baterie alimentează centrul energetic, care apoi o distribuie către motoarele electrice, care pornesc deja mașina în tăcere și foarte lin. După ce se atinge viteza maximă pentru motorul electric, se conectează și unitatea de benzină. Cuplul roților motoare vine deja de la două motoare peste noapte. În procesul unei astfel de lucrări, motorul cu ardere internă dă o parte din energia generată generatorului, care alimentează în continuare motoarele electrice, descarcând bateria, în timp ce excesul de energie este transferat bateriei, reumplendu-l, pierdut la începutul mișcarea, rezerva.

Dacă vehiculul se deplasează Mod normal, atunci numai tracțiunea față este utilizată automat, în alte cazuri, distribuția cuplului este deja furnizată la două osii. În modul de accelerare, cuplul la roți provine în principal de la motorul cu ardere internă, iar dacă este necesară creșterea dinamicii, atunci motoarele electrice sunt deja folosite pentru a completa motorul cu ardere internă. Dar cel mai interesant punct este tot frânarea.„Creierul” electronic al mașinii ține sub control pornirea și oprirea atunci când merită conectarea hidraulică și când frânarea regenerativă, dar se preferă totuși a doua. Adică, atunci când șoferul unui vehicul hibrid apasă pedala de frână, motoarele electrice intră în modul de funcționare a generatorului, creând astfel un cuplu de frânare pe roți, care generează și energie electrică, care alimentează bateria prin centrul de distribuție a energiei. Aici este ascunsă întreaga esență a „zestului” motorului hibrid.

În clasicii cunoscuți nouă, energia eliberată în timpul frânării este irosită, pur și simplu pierdută în spațiu sub formă de căldură de la discuri de frana si alte detalii. Utilizarea energiei de frânare este foarte eficientă în zonele urbane unde frânarea frecventă la semafoare este un lucru obișnuit. Sistemul VDIM, care este controlul dinamicii mașinii, gestionează funcționarea tuturor sisteme auto siguranta activa, unindu-le într-un singur „organism”.

Poate că prima instanță de succes echipată cu un motor hibrid, lansat în masă, a devenit deja cunoscută Prius de la companie Toyota. Această mașină minune consumă doar puțin mai mult de trei litri de benzină la fiecare sută de kilometri în regim urban. De asemenea, compania japoneză a mers mai departe prin lansarea hibridului său de lux crossover Lexus RX400h. Dar și costul mașina astaîn medie în 70 000 c.u. Rețineți că prima generație Toyota Prius inferioare mașinilor din aceeași clasă cu motoare cu ardere internă în ceea ce privește viteza și caracteristicile de putere, spre deosebire de Lexus RX400h, care a concurat inițial bine în clasa sa.

După Toyota, cele mai importante preocupări auto din lume nu au ignorat nici utilizarea motoarelor hibride, deoarece aceasta a fost văzută ca o soluție. problema globala poluarea mediului și economia de combustibil. Și așa a urmat anunțul creării unui cargo hibrid și tehnologie de transport de la Grupul Volvo. Conform calculelor lor, lansarea acestor produse va reduce consumul de combustibil cu până la 35% în timp.

Dar cu cea mai mare dorință și calcule ale preocupărilor legate de automobile, mașinile cu motoare hibride nu sunt încă vândute în toată lumea ca prăjiturile calde. Popularitatea mașinilor hibride câștigă amploare doar în Canada și State. Cererea de hibrizi în rândul populației americane a crescut din cauza creșterii puternice a prețului combustibilului, care a fost dat fără milă înainte. Dupa toate acestea industria auto americană a fost dintotdeauna renumit pentru „mașinile sale musculare” cu motoare incredibil de puternice și un consum uriaș lichid inflamabil. Pasionații de mașini europeni au reacționat în general neutru la mașinile cu motoare hibride. Acolo circulă un veteran destul de prietenos cu mediul și mai economic, de încredere, un diesel.

Majoritatea mașinilor din Europa sunt alimentate cu motorină, ceea ce nu se poate spune despre SUA. Mai mult, mașinile cu motoare diesel sunt mult mai ieftine decât cele hibride, în plus, sunt mai simple și mai fiabile în design. La urma urmei, toată lumea cunoaște un astfel de postulat: „cu cât sistemul este mai complex, cu atât mai puțin fiabilitatea acestuia”. Acesta este factorul care determină numărul de mașini hibride din țara noastră. Oficial, astfel de mașini nu ne sunt livrate, iar problema stațiilor de service este pur și simplu inevitabilă în cazul unei avarii. Pur și simplu nu există stații de service specializate pentru repararea motoarelor hibride în țara noastră. Și pe cont propriu, credem că aproape nimeni nu se va angaja să repare un astfel de dispozitiv.

Dispozitiv motor hibrid - descriere circuit

Așadar, am trecut în revistă pe scurt ce este un motor hibrid și de ce utilizarea lui nu este atât de răspândită în lume pe cât ne-am dori. Acum aș dori să „săpat” mai adânc și să iau în considerare schema structurii sale. Dar sunt trei. Ne propunem să începem cu cea mai simplă schemă, care ne provoacă cel mai mic interes - acesta este un motor hibrid secvenţial.

Diagrama de serie a unui motor hibrid

În această schemă, pornirea mașinii vine de la un motor electric. Motorul cu ardere internă este în combinație cu un generator care alimentează bateria. Mașinile hibride cu un grup motopropulsor secvenţial (Plug-inHybrid) sunt adesea produse cu capacitatea de a se conecta la reteaua electrica la sfarsitul calatoriei. Prezența acestei funcții implică utilizarea bateriilor cu intensitate energetică mare, ceea ce reduce semnificativ costurile cu combustibilul pentru utilizarea unui motor cu ardere internă, ceea ce la rândul său reduce numărul de emisii nociveîn atmosferă. Astfel de vehicule includ Chevrolet Voltși Opel Ampera. Se mai numesc și vehicule electrice cu o gamă largă. Aceste mașini pot funcționa numai cu puterea bateriei la o viteză de 60 km/h și folosind energia unui generator care antrenează un motor pe benzină până la 500 de kilometri.

Circuit paralel al mașinii hibride

Cu această schemă, un motor cu ardere internă și un motor electric conectate în paralel sunt instalate astfel încât să poată funcționa fie separat unul de celălalt, fie împreună. Acest efect este obținut datorită designului unității, în care motorul pe benzină, motorul electric și transmisia sunt conectate prin ambreiaje controlate automat. O mașină cu o astfel de schemă de motor hibrid folosește un mic motor electric, de aproximativ 20 kW. Sarcina sa principală este să adauge putere ICEîn timpul accelerării vehiculului.

Majoritatea acestor structuri electromotorul este instalat între motorul cu ardere internă şiÎndeplinește, de asemenea, funcțiile de generator și de pornire. Cei mai cunoscuți reprezentanți printre mașinile cu o schemă de motor hibrid de serie sunt BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Această schemă a apărut datorită inițiativei Honda cu sistemul său Integrated Motor Assist - IMA. Funcționarea acestui sistem poate fi împărțită în mai multe moduri caracteristice:

- lucru de la motorul electric;

Funcționarea în comun a motorului electric și a motorului cu ardere internă;

Funcționarea de la un motor cu ardere internă cu încărcare paralelă a bateriei folosind un motor electric care acționează ca generator;

Încărcarea bateriei în timpul frânării regenerative.

Circuit hibrid serie-paralel

În această schemă, motorul electric și motorul cu ardere internă sunt conectate folosind angrenaj planetar. Acest lucru vă permite să transferați simultan puterea de la fiecare dintre motoare către roțile motoare într-un raport de la 0 la 100% din puterea nominală. Circuitul serie-paralel diferă de cel anterior prin faptul că pe primul este instalat un generator, care creează energie pentru funcționarea motorului electric.

Reprezentanții cunoscuți ai mașinilor cu o astfel de schemă de motor hibridă sunt Toyota Prius, Ford Escape Hibrid, Lexus RX 450h. Pe acest segment al pieței „hibride”, Toyota este lider cu sistemul său Hybrid Synergy Drive - HSD. Unitatea de putere a sistemului Hybrid Synergy Drive este prezentată după cum urmează:

- ICE comunica cu cutia de viteze planetara;

Un motor electric care este atașat la corona dințată a cutiei de viteze planetare;

Angrenajul solar al angrenajului planetar este conectat la generator.

Motorul cu ardere internă funcționează în ciclul Atkinson, ceea ce înseamnă că turații mici generează puțină putere, rezultând mai bine economie de combustibilși mai puține gaze de eșapament.

Mașină hibridă - argumente pro și contra

Avantajele motoarelor hibride

1. Cel mai important avantaj al vehiculelor hibride este eficiența acestora. Consumul de combustibil al acestor vehicule este cu 25% mai mic decât cel al mașini clasice cu un motor cu ardere internă. Și în situația noastră cu prețurile la benzină în continuă creștere, acesta este un factor foarte important.

2. Următorul punct nu mai puțin important Următorul punct cel mai important dintre aspectele pozitive ale motoarelor hibride este respectarea mediului. Mașinile hibride provoacă mult mai puține daune mediului nostru decât cele clasice. Acest lucru se realizează printr-un consum mai rațional de combustibil. Iar când mașina se oprește complet, motorul cu ardere internă nu mai funcționează, transferând frâiele puterii motorului electric. Prin urmare, în timpul opririlor mașinii hibride, atmosfera nu este poluată de emisiile de CO2.

3. Bateriile motoarelor hibride sunt reîncărcate de un motor pe benzină, ceea ce nu este cazul vehiculelor electrice, ceea ce face ca gama motor cu combustibil mult mai mare. Și poate dura mai mult fără realimentare.

4. Mașinile hibride moderne nu sunt în niciun caz inferioare unei clase similare de mașini tradiționale în toate caracteristicile principale. Așa că haideți să risipim acest mit, pe care, cel mai probabil, mulți oameni îl cred.

5. În mediile urbane, stop-and-go, vehiculele hibride funcționează ca și vehiculele electrice.

6. Când sta pe loc, un vehicul hibrid este complet silențios deoarece funcționează numai cu motorul electric.

7. Hibridul este alimentat cu benzină și în același mod ca o mașină tradițională.

Contra mașinilor hibride

Nu există nimic perfect în lume, ceea ce înseamnă că motoarele hibride au și dezavantajele lor.

1. Iar principalul dezavantaj sunt reparațiile costisitoare. Deoarece proiectarea unor astfel de motoare este foarte complexă, este foarte dificil să găsești un specialist care să se ocupe de eliminarea problemelor. Aceasta explică costul ridicat al întreținerii hibrizilor.

2. Bateriile instalate în hibrizi sunt supuse autodescărcării. Nici ei nu tolerează schimbari bruste temperaturile. Și durata lor de viață este foarte limitată. Dar până acum, nu ne-am dat seama încă ce efect asupra mediu inconjurator baterii, ceea ce face ca reciclarea acestora să fie o sarcină problematică.

Este evident, desigur, că motoarele hibride au mai multe plusuri decât minusuri, dar la noi încă nu au prins rădăcini. Primul motiv pentru acest lucru este prețul. Costul în Ucraina al popularei Toyota Prius este de la 850.000 grivne. Dar el nu este doar cel mai popular în popularitate, ci și cel mai ieftin. Tot în Rusia, a fost planificată lansarea producției unui hibrid numit Yo-mobile, dar proiectul a fost restrâns. Pentru azi cel mai mult mașină puternică cu un motor hibrid este BMW ActiveHybrid X6.

Lupta pentru mediu este în derulare plină desfășurareși cu mult zel, în legătură cu care șoferii sunt încurajați să achiziționeze mașini cu motoare hibride. Așadar, în America, proprietarilor unor astfel de mașini li se oferă anumite beneficii și locuri de parcare gratuite. De asemenea, se preconizează introducerea unor legi similare în țara noastră, în special, taxele de import la mașinile cu motoare hibride vor fi reduse. Motoarele pe benzină trec deja treptat în fundal, pierzându-și pozițiile. Iar motoarele hibride sunt unul dintre pașii principali luați în acest sens. Dar deocamdată categorie de pret dintre aceste mașini rămâne la același nivel, cererea pentru ele va fi mică.

Despre prețuri pentru mașini cu motoare hibride

Ca tot ce este nou, neobișnuit și interesant, mașinile cu motoare hibride sunt mai scumpe decât omologii lor clasici. Astăzi, mașinile hibride sunt mult mai scumpe decât mașinile cu caracteristici similare, dar cu motoare pe benzină. De exemplu, un hibrid Toyota Camry depășește omologul său pe benzină cu aproape 7.000 de dolari. Honda Civic hibridă a crescut cu 4.000 de dolari față de modelul său tradițional. Lexus GS 450h este o mașină minunat de dinamică (de la 0 la 60 în doar 5,9 secunde), care este, de asemenea, mult mai economică decât sedanurile la fel de puternice cu motoare cu opt cilindri. Consumul de combustibil al acestei mașini este de aproximativ 8 litri la 100 de kilometri pe ciclu combinat. Prețul mediu de vânzare cu amănuntul pentru această mașină în Ucraina va fi în medie de aproximativ 80.000 USD.

Pe tema introducerii mașinilor hibride, desigur, puteți vorbi mult timp și puteți lua anumite poziții și vă apăra punctele de vedere, dar un lucru este clar - viitorul nu este departe și în curând se va face acest salt. Schimbările din industria auto se apropie de grandiose! Și sperăm că asta va fi ceea ce avem nevoie cu toții.

Mașinile cu motor hibrid continuă încet, dar sigur, să câștige poziții pe piața globală de automobile. Factori destul de obiectivi contribuie la creșterea popularității și a volumelor de producție ale unor astfel de modele - creșterea constantă a prețurilor la motorină și benzină, introducerea unor cerințe din ce în ce mai stricte pentru indicatorii de eficiență și noi standardele de mediu motoare.

Mașină hibridă: ce este?

„Hibrid”, tradus din latină, este un obiect obținut ca urmare a combinării unor elemente de origine eterogenă. In lume tehnologie auto acest concept include o combinație de două tipuri de unități de putere. Vorbim despre un motor cu ardere internă (ICE) și un motor electric ( Opțiune alternativă- motorul pornit aer comprimat). În același timp, producătorii auto moderni acordă prioritate unui sistem inteligent de management al energiei.

Există două tipuri centrale electrice hibrizi de automobile - plini (hibrizi completi) și ușoare (hibrizi blând). Prima opțiune presupune echiparea mașinii cu un motor electric puternic, asociat eficient cu un motor cu ardere internă și capabil să asigure în mod independent mișcarea mașinii pe nu viteza mare. În versiunea ușoară, motorului electric îi este atribuit doar un rol auxiliar.

O scurtă digresiune în istorie

Primul serial hibrid Prius liftback) a ieșit de pe linia de asamblare în urmă cu aproape două decenii, în 1997. Doi ani mai târziu, Honda a introdus pe piață modelul Insight, iar după un timp Producătorii japonezi s-a alăturat giganților auto europeni și americani - „Ford”, „Audi”, „Volvo”, „BMW”. Până în 2014, numărul total de vehicule hibride vândute a depășit pragul de 7 milioane.

Totuși, nu trebuie să credem că motorul cu ardere internă și motorul electric au funcționat împreună abia la sfârșitul secolului al XX-lea. Lohner-Porshe Semper Vivus, o mașină creată de legendarul designer austriac Ferdinand Porsche în 1900, a devenit primul născut dintre auto-hibrizi în înțelegerea noastră actuală.

Diagramele centralelor hibride

Paralel

Pentru mașinile în care este implementat un circuit paralel, motorul cu aprindere internă este cel mai important. Un motor electric puternic joacă un rol auxiliar, pornind în timpul accelerării sau frânării și stochând energia regenerativă. Consecvență Operare ICE iar motorul electric este asigurat de sistemul de control computerizat.

consistent

Cel mai circuit simplu mașină hibridă. Principiul său de funcționare se bazează pe transferul cuplului de la motorul cu ardere internă la un generator care generează electricitate și încarcă bateria. Mișcarea mașinii se datorează tracțiunii electrice.

amestecat

Opțiunea implementării simultane a serialelor și circuit paralel. Pornind și deplasându-se la viteze mici, mașina folosește tracțiune electrică, iar motorul cu ardere internă asigură funcționarea generatorului. Mișcarea la viteză mare are loc datorită transferului de cuplu de la motorul cu ardere internă la roțile motoare. În prezența sarcinilor crescute, bateria preia alimentarea motorului electric cu putere suplimentară. Interacțiunea motorului electric și a motorului cu ardere internă se realizează printr-un angrenaj planetar.

Avantaje

O mașină hibridă combină avantajele unei mașini electrice și ale unei mașini cu motor cu ardere internă. Avantajele unui motor electric sunt caracteristicile remarcabile ale cuplului, iar un motor cu ardere internă - combustibil lichidși sursă convenabilă de energie. Primul este eficient în modul de opriri și porniri frecvente, tipic pentru conducerea în oraș, al doilea - la viteze constante. Avantajele incontestabile ale unui astfel de tandem:

• eficiență (cu kilometraj egal, consumul de combustibil al unui hibrid este cu 20-25% mai mic decât cel al unui model clasic);
• rezervă mare de putere;
• ecologic (cantitate redusă de emisii nocive în atmosferă datorită consumului rațional de combustibil);
• uzura minima plăcuțe de frână(furnizat prin frânare regenerativă);
• indicatori de performanță îmbunătățiți;
• capacitatea de a stoca și reutiliza bateriile și condensatorii speciali).

Defecte

• Cost ridicat datorită complexității proiectării centralei electrice.
• Reparații costisitoare de vehicule hibride și probleme de eliminare a bateriei.
• Greutate relativ mare.
• Susceptibilitate la autodescărcare.

Ce spun proprietarii de mașini?

Șoferii din întreaga lume își schimbă activ experiența de a cuceri drumuri și impresii despre mașini, analizând avantajele și dezavantajele modelelor care le sunt bine cunoscute. Nici mașinile hibride nu au trecut neobservate. Recenziile proprietarilor lor mărturisesc în mod elocvent fiabilitatea unor astfel de mașini și capacitatea de a economisi în mod semnificativ o parte din bugetul familiei care va cumpăra combustibil. Ultimul avantaj este foarte important pentru fani călătorii lungi. Printre minusuri se numără și costul ridicat întreținere hibrizi și cel mai rău, în comparație cu mașini clasice, stabilitate la viraje.

Cele mai bune modele

Toyota Prius ("Toyota Prius")

Pionier al familiei hibride, echipat cu două motoare electrice (putere 42 kW și 60 kW) în combinație cu un motor cu ardere internă de 1,8 litri (putere 98 CP). Viteza maxima- 180 km/h. Mulțumită preț accesibilși o performanță excepțională a economiei de combustibil, Toyota Prius este de mulți ani un concurent cel mai bine vândut în segmentul său.

Toyota Camry Hybrid ("Toyota Camry")

Un vehicul hibrid cu economie semnificativă de combustibil design atractiv, confort și tehnologie înaltă. Un alt avantaj care distinge Toyota Camry de ceilalți hibrizi este accelerația rapidă (în 7,4 secunde acest model poate accelera până la 100 km/h).

Chevrolet Volt ("Chevrolet Volt")

Hatchback practic cu patru locuri, cu caracteristici excelente de condus. Hibrid reîncărcabil (vehicul hibrid plug-in). Echipat cu un motor pe benzină (volum 1,4 litri, putere 84 CP), un acumulator litiu-ion cu o durată mare de viață și un motor electric care conduce mașina. Kilometrajul pe tracțiune electrică în ciclul urban este de aproximativ 54-60 km.

Volvo V60 Plug-in („Volvo V60 Plug-in”)

Primul model auto-hibrid cu motor turbodiesel(volum 2,4 litri, putere 215 CP, consum mediu combustibil diesel la 100 km este de 1,9 litri). Capacitățile motorului electric al acestui break diesel vă permit să călătoriți 50 km cu tracțiune electrică.

Honda Civic Hybrid („Honda Civic”)

Dezvoltatorii mașinii s-au bazat pe caracteristici atât de importante pentru consumator, cum ar fi confortul, economia de combustibil și caracterul practic. Componentele principale ale popularității Honda Civic Hybrid sunt compactitatea, combinată izbitor cu capacitatea hibridului datorită specialului solutii constructive, economie și design atractiv.

Perspective sau o scurtă adresă către sceptic

Tehnologiile hibride au susținătorii și adversarii lor. Unii sunt convinși de relevanța și eficacitatea lor, în timp ce alții nu se obosesc să sublinieze neajunsuri. Dacă dețineți deja masina clasica cu un motor diesel sau pe benzină, ești mulțumit de design, consum redus de combustibil, caracteristici tehnice și de conducere, atunci s-ar putea să nu te grăbești să achiziționezi un hibrid. Așteptați ca producătorii să aducă pe piață versiuni mai bune.

Doar nu trage prea mult procesul de așteptare, astfel încât să nu regreti timpul pierdut și să te întrebi de ce amâni achiziția atât de mult. Potrivit experților, o mașină hibridă în următorii ani va deveni destul de obișnuită pe străzile mega-orașelor și orașelor mici. În același timp, se prevede o extindere semnificativă a liniei existente de modele. Hibrizii vor lua loc demnîn fiecare segment serie de mașini- de la crossover și supercars la monovolume funcționale.

Cum funcționează, luați în considerare exemplul lui Touareg, cu un grup motopropulsor hibrid.

Ce înseamnă termenul „tehnologie hibridă”?

Termenul „hibrid” provine din cuvântul latin hybrida și înseamnă ceva încrucișat sau amestecat. În inginerie, un hibrid este un sistem în care doi tehnologii diferite. În legătură cu conceptele de acționare, termenul de tehnologie de acționare hibridă este folosit pentru a se referi la două direcții: bivalent (sau dual-combustibil) unitate de putere grup motopropulsor hibrid

Când tehnologie hibridă drive it este o combinație de două unități de putere diferite, a căror funcționare se bazează pe principii de funcționare diferite. În prezent, tehnologia de propulsie hibridă înseamnă o combinație între un motor cu ardere internă și un motor-generator electric (mașină electrică). Această mașină electrică poate fi folosită ca generator pentru a genera energie electrică, un motor de tracțiune pentru a conduce o mașină și un demaror pentru a porni un motor cu ardere internă. În funcție de execuția structurii principale, se disting trei tipuri de unități de putere hibride: așa-numitele. unitate de putere „microhibridă”, așa-numita. unitate de putere „hibrid mediu”, așa-numita. grup motopropulsor „full hybrid”.

Grup motopropulsor „micro-hibrid”.

În acest concept de antrenare, componenta electrică (demaror/alternator) este utilizată exclusiv pentru implementarea funcției de pornire-oprire. O parte din energia cinetică poate fi folosită din nou ca energie electrică (recuperare). Conducerea numai cu tracțiune electrică nu este furnizată. Parametrii bateriei de 12 volți din fibră de sticlă sunt adaptați la pornirile frecvente ale motorului.

Drive „hibrid mediu”.

Acționarea electrică sprijină funcționarea motorului cu ardere internă. Numai mișcarea vehiculului tractiune electrica imposibil. Cu o unitate „mid-hibrid”, cea mai mare parte a energiei cinetice în timpul frânării este regenerată și stocată ca energie electrică într-o baterie de înaltă tensiune. Bateria de înaltă tensiune, precum și componentele electrice sunt proiectate pentru mai mari tensiune electrică si astfel o putere mai mare. Datorită suportului motorului-generator electric, modul de lucru motor termic poate fi mutat în zonă eficienta maxima. Aceasta este denumită deplasarea punctului de sarcină.

Grup motopropulsor „full hybrid”.

Un motor-generator electric puternic este combinat cu un motor cu ardere internă. Este posibilă doar acționarea electrică. Generatorul cu motor electric, dacă condițiile permit, sprijină funcționarea motorului cu ardere internă. Mișcarea la viteză mică se efectuează numai pe tracțiune electrică. Funcția Startstop pentru motorul cu ardere internă a fost implementată. Recuperarea este utilizată pentru a încărca bateria de înaltă tensiune. Datorită ambreiajului de decuplare dintre motorul cu ardere internă și motorul-generator electric, se poate asigura separarea ambelor sisteme. Motorul cu ardere internă este conectat la lucru numai atunci când este necesar.

Fundamentele tehnologiei hibride

Sistemele de propulsie hibrid complet sunt împărțite în trei subgrupe: grup motopropulsor hibrid paralel, grup motopropulsor divizat (cu fluxuri de putere divizate) și grup motopropulsor hibrid în serie.

Grup motopropulsor hibrid paralel

Execuția în paralel a unității de putere hibridă este simplă. Se folosește atunci când este necesară „hibridizarea” unui vehicul existent. Motorul cu ardere internă, generatorul motorului electric și cutia de viteze sunt situate pe aceeași axă. De obicei, un sistem de propulsie hibrid paralel utilizează un singur motor/generator electric. Suma puterii unitare a motorului cu ardere internă și a puterii motorului electric-generator corespunde puterii totale. Acest concept oferă un grad ridicat de împrumut componente și piese mașină veche. La vehicule cu tracţiune integrală cu schema unei unități de putere hibride paralele, acționarea tuturor celor patru roți este implementată folosind Diferenţial Torsen si cutie de transfer.

Unitate hibridă separată

Sistemul de propulsie hibrid split are un generator de motor electric pe lângă motorul cu ardere internă. Ambele motoare sunt situate sub capotă. Cuplul motorului cu ardere internă, precum și al motorului electric-generator, prin angrenaj planetar furnizate la cutia de viteze a vehiculului. Spre deosebire de o unitate hibridă paralelă, nu este posibil să se extragă suma puterilor individuale pentru tracțiunea pe roți în acest fel. Puterea generată este parțial cheltuită pentru conducerea mașinii, parțial, sub formă de energie electrică, se acumulează într-o baterie de înaltă tensiune.

Grup motopropulsor hibrid de serie

Mașina este echipată cu un motor cu ardere internă, un generator și un motor-generator electric. Cu toate acestea, spre deosebire de ambele concepte descrise anterior, motorul cu ardere internă nu are capacitatea de a conduce independent mașina printr-un arbore sau printr-o cutie de viteze. Puterea de la motorul cu ardere internă nu este transferată roților. Acționarea principală a mașinii este efectuată de un generator cu motor electric. Dacă capacitatea bateriei de înaltă tensiune este prea mică, motorul cu ardere internă pornește. Motorul cu ardere internă încarcă bateria de înaltă tensiune prin generator. Generatorul cu motor electric poate fi alimentat din nou de bateria de înaltă tensiune.

Grup motopropulsor hibrid secvenţial separat

Sistemul de propulsie hibrid din seria split este o formă mixtă a celor două unități hibride descrise mai sus. Mașina este echipată cu un motor cu ardere internă și două motoare-generatoare electrice. Motorul cu ardere internă și primul generator de motor electric sunt amplasate sub capotă. Al doilea generator de motor electric este situat puntea spate. Acest concept este utilizat pentru vehiculele cu tracțiune integrală. Motorul cu ardere internă și primul generator de motor electric pot conduce cutia de viteze a vehiculului printr-un angrenaj planetar. Și în acest caz, se aplică regula potrivit căreia puterile unice de acționare nu pot fi luate pentru tracțiunea pe roți sub formă de putere totală. Un al doilea generator de motor electric pe puntea spate este activat atunci când este necesar. În legătură cu acest design al acționării, bateria de înaltă tensiune este situată între ambele osii ale vehiculului.

Alți termeni și definiții Alți termeni și definiții adesea folosiți în legătură cu tehnologia de propulsie hibridă vor fi explicați pe scurt aici.

Recuperare. V caz general acest termen în inginerie înseamnă o modalitate de a returna energie. În timpul recuperării, energia disponibilă de un tip este convertită în altul, utilizată în forma ulterioară de energie. Energia chimică potențială a combustibilului este transformată în transmisie în energie cinetică. Dacă mașina este frânată de o frână convențională, atunci excesul de energie cinetică este transformat în energie termică prin frecarea frânelor. Căldura rezultată este disipată în spațiul înconjurător și, prin urmare, este imposibil să o utilizați în viitor.

Dacă, dimpotrivă, ca și în cazul tehnologiei de propulsie hibridă, pe lângă frânele clasice, generatorul este folosit ca frână de motor, atunci o parte din energia cinetică este convertită în energie electrică și astfel devine disponibilă pentru utilizare ulterioară. Bilanțul energetic al mașinii este îmbunătățit. Acest tip de frânare regenerativă se numește frânare regenerativă.

De îndată ce viteza vehiculului este redusă prin decelerare prin apăsarea pedalei de frână în modul de ralanti, sau vehiculul se deplasează în roate sau vehiculul se mișcă în jos c Sistemul de propulsie hibrid include un motor-generator electric și îl folosește ca generator.

În acest caz, încarcă bateria de înaltă tensiune. Deci, în modul inactiv forțat
desigur, devine posibilă „alimentarea” mașinilor cu electricitate unitate hibridă electricitate.
Când mașina este în deplasare, motorul electric-generator, care funcționează în modul generator,
transformă din energia de mișcare în energie electrică doar o astfel de cantitate de energie încât
necesare pentru funcționarea rețelei de bord de 12 volți.

Motor-generator electric (mașină electrică)

Termenul motor-generator electric sau mașină electrică este folosit în locul termenilor generator, motor electric și demaror. În principiu, orice motor electric poate fi folosit și ca generator. Dacă arborele motorului este antrenat de o unitate externă, atunci motorul, ca un generator, generează energie electrică. Dacă mașina electrică este furnizată energie electrică, atunci aceasta funcționează ca un motor electric. Astfel, generatorul de motor electric al vehiculelor hibride electrice înlocuiește demarorul convențional al motorului cu ardere, precum și generatorul convențional (generator de iluminat).

Booster electric (E-boost)

Prin analogie cu funcția Kickdown a motoarelor cu ardere internă, care pune la dispoziție putere maxima motor, propulsia hibridă are funcția de accelerație electrică E-Boost. Când se utilizează funcția, motorul-generator și motorul cu ardere își oferă puterile individuale maxime, care se adună la o putere totală mai mare. Suma puterilor individuale ale ambelor tipuri de motoare corespunde puterii totale a transmisiei.

Din cauza pierderilor de putere în motorul-generator electric, puterea acestuia în modul generator este mai mică decât în ​​modul motor de tracțiune. Puterea motorului-generator electric în modul motor este de 34 kW. Puterea motorului-generator electric în modul generator este de 31 kW. La Touareg cu propulsie hibridă, motorul cu ardere internă are o putere de 245 kW, iar motorul-generator electric are o putere de 31 kW. În modul motor de tracțiune, motorul-generator electric produce 34 kW de putere. Împreună, motorul cu ardere internă și motorul-generator electric în modul motor de tracțiune dezvoltă o putere totală de 279 kW.

Funcție pornire-oprire

Argumente în favoarea tehnologiei hibride

De ce combinăm un motor-generator electric cu un motor cu ardere internă? Pentru a elimina cuplul, viteza de rotație a motorului cu ardere internă nu trebuie să fie mai mică decât turația la ralanti. Când este oprit, motorul nu poate furniza cuplu. Odată cu creșterea vitezei de rotație a unui motor cu ardere internă, cuplul acestuia crește. Generatorul de motor electric cu primele rotații produce cuplul maxim. Nu are turatie de ralanti. Pe măsură ce viteza crește, cuplul ei scade. Datorită funcționării motorului-generator electric, cel mai dificil mod de funcționare este exclus din motorul cu ardere internă: în intervalul sub turația de ralanti. Datorită suportului motorului-generator electric, motorul cu ardere internă poate fi funcționat în moduri mai eficiente. Această deplasare a punctului de sarcină crește eficiența unității de putere.

De ce să folosiți un sistem de propulsie complet hibrid?

Deplin unitate hibridă, spre deosebire de alte opțiuni de propulsie hibridă, combină funcția sistemului integrat Start-Stop, sistemul E-Boost, funcția de recuperare și posibilitatea de a conduce doar cu motorul electric (mod electric de tracțiune).

Motor-generator electric

Motorul-generator electric este situat între motorul cu ardere internă și transmisia automată. El este motor sincron curent trifazat. Cu ajutorul forței modul electronic presiune constantă 288 V este transformat în tensiune alternativă trifazată. Tensiunea trifazată creează un câmp electromagnetic trifazat în motorul electric-generator.

baterie de înaltă tensiune

Accesul la bateria de înaltă tensiune este asigurat prin acoperirea podelei portbagajului. Este conceput ca un modul și include diverse componente ale sistemului de înaltă tensiune Touareg. Modulul bateriei de înaltă tensiune are o masă de 85 kg și poate fi înlocuit doar ca ansamblu.

Bateria de înaltă tensiune nu poate fi comparată cu o baterie convențională de 12 V. În funcționare normală, bateria de înaltă tensiune este utilizată într-un interval liber de nivel de încărcare de la 20% la 85%. O baterie convențională de 12 volți nu poate suporta astfel de sarcini pentru o perioadă lungă de timp. Prin urmare, o baterie de înaltă tensiune ar trebui considerată un dispozitiv de stocare a energiei operațional pentru o unitate electrică. La fel ca un condensator, poate stoca și elibera din nou energie electrică. În principiu, recuperarea, regenerarea energiei, poate fi considerată ca fiind posibilitatea de a alimenta o mașină cu energie în timpul conducerii. Utilizarea unei baterii de înaltă tensiune într-un vehicul hibrid se caracterizează prin cicluri alternative de încărcare (recuperare) și descărcare (conducere pe acționare electrică) baterie de înaltă tensiune.

Exemplu: Dacă comparăm energia unei baterii de înaltă tensiune cu energia generată de arderea combustibilului, atunci cantitatea de energie pe care o poate produce bateria va corespunde cu aproximativ 200 ml de combustibil. Acest exemplu demonstrează că pe drumul către vehiculele electrice, baterii reîncărcabile, în ceea ce privește capacitatea de a stoca energie, ar trebui îmbunătățită semnificativ.

V anul trecut oamenii au început să se gândească serios la ecologia planetei. Și producătorii de automobile sunt dispuși să susțină această tendință prin crearea de vehicule care funcționează cu combustibili ecologici. În ceea ce privește vehiculele electrice, până la urmă, acestea nu sunt încă luate în considerare serios. Ce nu se poate spune despre mașinile hibride, care devin din ce în ce mai populare.

Ce este o mașină hibridă. Avantaje și dezavantaje ale unui hibrid.

Ce este o mașină hibridă? Cuvântul hibrid provine din latinescul „hybrida”, care înseamnă amestec. Adică un organism care se obține prin încrucișarea diferitelor forme parentale genetic. În cazul nostru, formele părinte sunt , iar motorul electric. Într-o singură propoziție: o mașină hibridă este o mașină alimentată de un motor electric cu un sistem de motor cu ardere internă, care este foarte economic. Această unitate poate fi alimentată atât cu combustibil tradițional, cât și cu electricitate de la baterii.

Fiecare dintre motoare are propria sa funcție specifică. De exemplu: dacă mașina stă, de exemplu, într-un ambuteiaj, sau se mișcă încet, motorul electric va funcționa. Când mașina ia viteză, intră în joc motorul pe benzină.

Avantajele mașinilor hibride

Principalul avantaj al mașinilor hibride este că sunt foarte economice. De regulă, consumul lor de combustibil este cu 25% mai mic decât mașinile convenționale. Și în fața prețurilor în continuă creștere la benzină, acest articol este cel mai important.

Următorul punct cel mai important este respectarea mediului. Hibrizii fac mai puține daune ecosistemului nostru decât mașini obișnuite. Acest lucru se realizează printr-un consum mai rațional de combustibil. De asemenea, atunci când mașina se oprește complet, motorul pe benzină nu mai funcționează, dând inițiativa motorului electric. Adică, în timpul opririlor, emisiile de dioxid de carbon în atmosferă practic nu au loc.

Spre deosebire de bateriile EV, la hibrizi, bateriile pot fi reîncărcate de la motor pe benzina . Ceea ce îi face rezerva de putere destul de mare. În plus, rezistă mai mult fără realimentarea cu benzină.

Mulți oameni cred că hibrizii, din punct de vedere al performanței, sunt mult inferiori mașini tradiționale. Nu este adevarat. Toate caracteristicile necesare (putere, accelerație de la zero la o sută și așa mai departe), nu au mai rău.

Cel mai bine, mașinile hibride se simt cel mai bine în ciclul orașului, în care există opriri foarte dese și motorul funcționează foarte mult la la ralanti. Practic, în oraș funcționează ca o mașină electrică. Dacă vorbim despre ciclul mixt, atunci nu au avantaje speciale aici.

După cum sa menționat deja, dacă mașina este staționară, atunci intră în modul de funcționare al motorului electric. Asta dă o zgomot aproape complet.

Ei bine, o mașină hibridă este alimentată cu hidrocarburi convenționale, adică benzină. Totul se desfășoară într-un mod standard, ca și în cazul mașinilor tradiționale.

Contra mașinilor hibride

Nimic nu este perfect, și aici există și dezavantaje. Iar principalul este că reparația mașinilor hibride este cu un ordin de mărime mai scumpă decât repararea unei mașini cu o configurație tradițională. Acest lucru se explică prin complexitatea designului dispozitivului motor.

De asemenea, din cauza complexității designului, este dificil să găsești profesioniști care să poată repara motorul.

Bateriile care sunt echipate cu hibrizi se pot autodescărca. În plus, nu rezistă la diferențe mari de temperatură, iar durata lor de viață este destul de limitată.

În plus, încă nu se știe cum afectează bateriile uzate mediul. Prin urmare, eliminarea lor este o problemă.

În ciuda faptului că mașinile hibride au încă mai multe avantaje, acestea nu sunt încă populare în Rusia. Unul dintre motivele pentru aceasta este prețul. Costul celor mai populare, la noi, Toyota hibrid Prius, este de la 1.200.000 de ruble. Și această mașină este cel mai ieftin hibrid. De asemenea, pentru cumpărătorul în masă pe care intenționează să-l lanseze Dezvoltarea Rusiei mașină hibridă, așa-numita „Yo-Mobile”. Prețul său poate fi de la 350.000 de ruble. Cu toate acestea, acest proiect a fost închis.

În legătură cu lupta pentru mediu, cumpărătorii din întreaga lume sunt încurajați să achiziționeze hibrizi. Deci, în SUA există o serie de stimulente fiscale pentru proprietarii unor astfel de mașini și chiar gratuite locuri de parcare. Și țara noastră urmează să introducă legi similare. În special, reducerea taxelor la importul de mașini hibride.

Motoarele care funcționează pe hidrocarburi își vor pierde încet, dar sigur pozițiile. Iar hibrizii sunt unul dintre acești pași. Cu toate acestea, atâta timp cât prețurile lor rămân la același nivel, cererea pentru ele va fi mică.