Motorul hibrid este economic și cu dublă tracțiune. Ce este o mașină hibridă

Ideea de a crea o mașină hibridă folosind un motor electric a apărut acum peste 100 de ani. Vehiculele hibride îndeplinesc mai multe funcții de bază:

• Economisiți benzină scumpă prin înlocuirea acesteia cu un motor electric.
• Mașinile hibride sunt mai ecologice decât mașinile clasice pe benzină.
• Măriți distanța parcursă de un motor hibrid utilizând două surse de energie.

Mașini hibride și dispozitivul lor

Există mașini hibride moderate și complete. Designul hibrizilor mild folosește un motor pe benzină ca motor principal și conectează o sursă de energie electrică ca plasă de siguranță în cazuri rare. Hibrizii completi implică posibilitatea utilizării unei surse alternative de energie ca motor principal.

Structuri de vehicule hibride

Există mai multe tipuri de modele hibride, care se disting prin modul în care este conectat motorul:

• Mașini cu conexiune în serie. Schema folosește un motor cu ardere internă de putere redusă conectat la un generator electric. Motorul electric conduce mașina și este principalul mecanism de propulsie. Modelele de mașini hibride cu această schemă sunt Chevrolet Volt, precum și Opel Ampera. Aceste vehicule folosesc baterii electrice de mare capacitate.

Schema de conectare serială a nodurilor

• Schema de conectare în paralel.În cadrul acestei scheme, atât motoarele pe benzină, cât și cele electrice pot funcționa împreună și separat. Se folosește în principal un motor electric de 20 W, care crește pe măsură ce viteza vehiculului crește.

Schema de conectare în paralel a nodurilor

• Circuit mixt, serial-paralel. Principiul construcției unui astfel de motor este similar cu un motor cu circuit paralel, dar la circuitul mixt a fost adăugat un generator, de la care este alimentat motorul electric.

Schema serial-paralelă de conectare a nodurilor

Cum funcționează un motor hibrid?

Când mașina începe să se miște, stocul de motor electric și baterie este consumat. La viteză mare, un motor pe benzină este conectat la funcționarea surselor de energie electrică. Ca urmare a funcționării motorului pe benzină, se formează un anumit surplus de energie, care reîncarcă generatorul. Un motor electric este alimentat de la generator și acesta, la rândul său, reîncarcă bateria.

La frânare se folosește principiul frânării regenerative - motorul electric în acest caz acționează ca un generator, alimentând bateria. În acest fel, energia generată de frânare este folosită în beneficiul vehiculului.

Dispozitiv pentru vehicul hibrid

O mașină hibridă constă din următoarele componente principale:

1. Motor pe gaz(motor cu combustie interna). Dar la mașinile hibride, spre deosebire de cele clasice, motorul cu ardere internă are o putere redusă, deoarece este folosit în tandem cu un motor electric.
2. Motor electric. O sursă alternativă de energie pentru mașină. Adesea, în astfel de motoare, se folosește tehnologia de recuperare - motorul electric funcționează nu numai ca o centrală care pune mașina în mișcare. De asemenea, acționează ca un generator, înmagazinând energie în timpul frânării și coborârii dealurilor.
3. Generator destinate producerii de energie electrica.
4. Baterii reîncărcabile stocați o sursă de energie electrică pentru motorul electric.
5. Rezervor de combustibil folosit pentru depozitarea benzinei pentru motoarele cu ardere internă.
6. Transmisie vă permite să controlați atât motorul cu ardere internă, cât și motorul electric.

Dispozitivul unei mașini hibride pe exemplul lui Toyota Prius

Mașina hibridă este concepută în primul rând pentru utilizarea eficientă a resurselor energetice. Pentru a obține acest efect sunt utilizate mai multe tehnici:

1. Energia de franare este folosita datorita tehnologiei de recuperare.
2. Benzina este economisită prin comutarea mecanismului la funcționarea unui motor electric.
3. Mașina hibridă folosește materiale ușoare care facilitează construcția, reducând astfel consumul de resurse.
4. Proprietățile aerodinamice ale materialelor și structurilor sunt utilizate în mod eficient.

Industria auto hibridă se dezvoltă activ, pentru că până acum nu putem vorbi despre perfecțiunea acestor structuri și disponibilitatea lor. Să aruncăm o privire mai atentă la unele dintre avantajele și dezavantajele modelelor de vehicule hibride:

• Economii de combustibil și consum de energie. Plusul incontestabil al hibrizilor este economia de costuri, în plus, motorul electric poate produce independent energie.
• Ecologie. Hibrizii sunt semnificativ mai puțin nocivi pentru mediu decât mașinile clasice.
• Raza de alergare. Vehiculele hibride sunt alimentate mult mai rar decât vehiculele convenționale pe benzină.
• Bateriile hibride sunt mult mai ușoare și mai convenabile de utilizat decât bateriile pentru mașini electrice.
• Motorul electric merge aproape silențios.
• O mașină hibridă se poate descurca fără un motor cu ardere internă pe străzile orașului.

Dar există și câteva dezavantaje asociate cu mașinile hibride:

• Bateriile motoarelor electrice trebuie să fie funcționate în mod constant, altfel durata lor de viață va fi redusă. În plus, ei sunt capabili să se descarce singuri, nu tolerează schimbările bruște de temperatură. Infrastructura întreprinderilor capabile să dispună în mod corespunzător de aceste elemente nu a fost încă dezvoltată.
• Designul complex al motorului face ca reparația să fie dificilă și costisitoare. Adesea, piesele nu pot fi reparate și trebuie să comandați altele noi de la producători, ceea ce întârzie procesul de reparație.
• Motoarele hibride funcționează în principal cu vehicule pe benzină, deși dieselul este mai economic de utilizat.
• Costul vehiculelor hibride este mult mai mare decât media pieței. Nu toată lumea își poate permite o achiziție atât de scumpă.

În ciuda unor deficiențe, industria vehiculelor hibride se dezvoltă și se îmbunătățește dinamic. Cu fiecare nou sezon, producătorii introduc cele mai bune vehicule hibride cu o gamă mai largă de funcții și mai accesibile pentru pasionații de mașini.

O mașină hibridă nu este o invenție nouă. Primul pas către vehiculele hibride a fost făcut în 1665 când Ferdinand Verbiest, un preot iezuit, a început să lucreze la planuri de construire a unor vehicule simple cu patru roți care ar putea fi trase cu abur sau cai. Primele mașini cu motor hibrid au apărut la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea. Mai mult, unii dezvoltatori au reușit să treacă de la proiecte la producția la scară mică. Începând din 1897 și în următorii 10 ani, Compagnie Parisienne des Voitures Electriques franceză a lansat un lot de mașini electrice și hibride. În 1900, General Electric a proiectat o mașină hibridă cu un motor pe benzină în 4 cilindri. Și camioanele „hibride” au părăsit linia de asamblare a companiei Walker Vehicle din Chicago până în 1940.
Desigur, toate acestea erau doar prototipuri și mașini la scară mică. Cu toate acestea, acum o lipsă acută de petrol și criza economică au stimulat dezvoltarea motoarelor hibride. Acum să aruncăm o privire mai atentă la ce este un motor hibrid și la ce folosește acesta? Un motor hibrid este un sistem de două motoare - un motor electric și unul pe benzină. În funcție de modurile de funcționare, atât benzina, cât și electricul pot fi pornite simultan sau separat. Acest proces este controlat de un computer puternic, care decide ce ar trebui să funcționeze chiar acum.Deci, atunci când vă deplasați de-a lungul șenilelor, motorul pe benzină pornește, deoarece bateria de pe pistă nu va dura mult timp. Dacă mașina se mișcă în modul oraș, atunci un motor electric este deja utilizat aici, ambele funcționează în timpul accelerației sau a sarcinilor grele. În timp ce motorul pe benzină funcționează, bateria se încarcă. Un astfel de motor, chiar și ținând cont de faptul că sistemul folosește un motor pe benzină, permite reducerea emisiilor nocive în atmosferă cu 90% și, în același timp, reduce semnificativ consumul de benzină în oraș (doar un motor pe benzină funcționează pe autostradă , deci nu există economii).

Să începem cu cum începe să se miște mașina. La pornirea mișcării și la viteze mici sunt implicate doar bateria și motoarele electrice. Energia stocată în baterie merge către centrul energetic, care, la rândul său, o direcționează către motoarele electrice, care fac mașina să se miște lin și silentios dintr-un loc. După câștigarea vitezei, motorul cu ardere internă este conectat la lucru, iar momentul de pe roțile motoare este furnizat simultan de la motoarele electrice și de la motorul cu ardere internă. În acest caz, o parte din energia motorului cu ardere internă merge la generator, iar acum alimentează deja motoarele electrice și dă excesul de energie bateriei, care a pierdut o parte din sursa de energie la începutul anului. circulaţie. Când conduceți în modul normal, numai tracțiunea față este utilizată automat, în toate celelalte - complet. În modul de accelerare, momentul către roți vine în principal de la motorul pe benzină, iar motoarele electrice, dacă este necesar pentru a crește dinamica, completează motorul cu ardere internă. Unul dintre cele mai interesante puncte este frânarea. Creierul electronic al mașinii decid când să folosească sistemul de frânare hidraulic și când să folosească frânarea regenerativă, acordând prioritate acestuia din urmă. Adică, în momentul apăsării pedalei de frână, ele transferă motoarele electrice în modul de funcționare „generator” și creează un moment de frânare pe roți, generând energie electrică și alimentând bateria prin centrul energetic. Acesta este punctul culminant al „hibridului”.

La mașinile clasice, energia de frânare se pierde complet, lăsând sub formă de căldură prin discurile de frână și alte piese. Utilizarea energiei de frânare este mai ales eficientă în condiții urbane, când de multe ori trebuie să frânezi la semafoare. Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) integrează și gestionează toate sistemele de siguranță activă.
Una dintre primele mașini de succes echipate cu un motor hibrid, care a mers în masă, a fost „Toyota Prius” dezvoltată de Toyota, care consumă 3,2 litri de benzină la 100 km (în oraș). Toyota a lansat și un SUV cu motor hibrid Lexus RX400h, care costă între 68.000 și 77.000 de dolari, în funcție de configurație. De menționat că primele versiuni de Toyota Prius au fost inferioare mașinilor din aceeași clasă atât ca viteză, cât și ca putere, dar Lexus RX400h nu mai este inferior colegilor săi nici ca viteză, nici ca putere.

Principalele preocupări auto din lume și-au îndreptat, de asemenea, atenția către motoarele hibride ca o soluție la problema economiei de combustibil și a poluării mediului. Așa se face că Grupul Volvo a anunțat crearea unui motor hibrid pentru camioane, tractoare, semiremorci și autobuze. Dezvoltatorii companiei se bazează pe faptul că ideea lor va oferi economii de combustibil de 35%.
Cu toate acestea, trebuie spus că mașinile hibride „cu bang”, până acum, mergeau doar în America de Nord (Canada și SUA). Și în America, cererea pentru ele crește din ce în ce mai mult, deoarece mașinile care consumau mult combustibil erau populare acolo până în ultimii ani și, din moment ce combustibilul a început să crească brusc și brusc, americanii s-au gândit brusc să-l salveze și cum mașinile cu motoare hibride. În Europa, au reacționat calm la apariția motoarelor hibride, deoarece acolo sunt conduse de un motor economic și mai ecologic decât un motor pe benzină, un motor diesel vechi și bun. Spre deosebire de SUA, peste 50% dintre mașinile din Europa sunt echipate cu motoare diesel. În plus, mașinile diesel sunt mai ieftine decât cele hibride, mai simple și mai fiabile. La urma urmei, toată lumea știe că, cu cât sistemul este mai complex, cu atât este mai puțin fiabil! Și tocmai din cauza complexității și capriciosului său, practic nu există mașini hibride în spațiul post-sovietic. Dealerii oficiali nu le aduc aici. Și orice proprietar al unei astfel de mașini cu noi se va confrunta inevitabil cu problema unei stații de service. Nu avem o benzinărie care să se ocupe de mașini hibride. Și nu poți repara singur o astfel de mașină!

Situația critică cu mediul înconjurător și creșterea constantă a prețurilor la carburanți îi fac pe producătorii de transport să caute noi soluții. Motoarele cu ardere internă (ICE) sunt îmbunătățite, modificate și „amestecate” cu motoare electrice. De ce se face acest lucru, cum funcționează motorul hibrid, vom lua în considerare în publicația de astăzi.

Ideea de a conecta două unități (un motor cu ardere internă și un motor electric) nu este nouă. În 1897, compania franceză Parisienne des Voitures Electriques a început producția de mașini cu motoare hibride, iar puțin mai târziu, americanul General Electric a lansat primul hibrid cu un motor cu patru cilindri pe benzină. Dar apoi o astfel de inovație s-a dovedit a fi inutilă din punct de vedere economic. Carburantul era ieftin, iar puterea mașinii hibride era inferioară celei a modelelor tradiționale. Dar vremurile s-au schimbat. Combustibilul devine din ce în ce mai scump, situația mediului se deteriorează. Mașinile cu sisteme de propulsie mixte au devenit relevante și au început să câștige popularitate.

Cu cuvinte simple despre complex

Ce este un motor hibrid? Un motor hibrid este un sistem format din două unități interconectate: electric și pe benzină. Ele pot lucra atât separat, cât și simultan. Acest sistem este controlat de computerul de bord al mașinii. El decide, în funcție de modul de conducere, ce tip de unitate de putere trebuie utilizat la un anumit moment în timp.

Pentru conducerea prin oraș, când motorul nu trebuie să genereze putere mare, se folosește un motor electric. În timpul conducerii pe drumurile de țară, computerul oprește motorul electric și activează unitatea de alimentare.

Într-un mod de conducere mixt, când motorul mașinii funcționează sub sarcină cu accelerații și opriri periodice, cele două unități funcționează în tandem. În plus, în timp ce motorul cu combustibil funcționează, electricul se încarcă. Merită o atenție specială.

Economii de energie la motoarele hibride

Se știe că o cantitate uriașă de energie este cheltuită pentru mișcarea unei mașini. În acest sens, apare o întrebare firească: cum un motor electric, chiar și în condiții de sarcină scăzută, poate funcționa mult timp fără o remorcă suplimentară cu baterii. Pentru a înțelege cum funcționează motorul electric al unei mașini, trebuie să urmați întregul proces de la pornire până la oprire.

Când mașina pornește sau se mișcă la viteze mici, toată munca este realizată de un motor electric, care este alimentat de o baterie. În plus, sarcina lui este să accelereze mașina la viteza maximă posibilă pentru un motor electric. După aceea, computerul dă o comandă de a porni motorul cu combustibil. În acest caz, motorul cu ardere internă dă o parte din energie generatorului, care înlocuiește bateria și continuă să alimenteze motorul electric în schimb, încărcând bateria în paralel. În același timp, mașina funcționează pe două unități de putere în același timp.

Când conduceți cu o viteză medie, motorul electric este oprit, funcționează doar motorul cu ardere internă, realizând alimentarea cu energie a bateriei. Odată cu creșterea sarcinii motorului cu ardere internă, motorul electric îi vine din nou în ajutor. Dar electricitatea este completată nu numai datorită muncii motorului cu ardere internă. Mecanismul de frânare al unei mașini cu motor hibrid este proiectat astfel încât energia generată în timpul frânării să fie transformată în energie electrică și să meargă și pentru a alimenta motorul electric. Această frânare se numește „regenerativă”.

Algoritmul descris mai sus descrie imaginea generală a funcționării unei unități de putere hibride a unei mașini. Astăzi există trei tipuri de astfel de motoare: seriale, paralele și mixte.

Schema hibridă secvenţială

Principiul de funcționare al unei astfel de scheme poate fi considerat cel mai simplu dintre hibrizi. Un motor cu ardere internă de acest tip este un element auxiliar și este proiectat să acționeze un generator. Generatorul, care primește energie de la motorul cu ardere internă, o transformă în energie electrică și alimentează motorul electric, care pune mașina în mișcare.

Această schemă este utilizată de obicei la mașinile cu putere redusă (mașini mici). Dar bateria folosită are o capacitate mare, cu capacitatea de a se încărca de la o sursă obișnuită de alimentare. Capacitatea mare a bateriei vă permite să minimizați utilizarea motorului cu ardere internă, adică mașina poate fi condusă de un motor electric, care este alimentat doar de baterie. Chevrolet Volt este un model de mașină care folosește un design hibrid secvenţial.

Circuitul paralel al unei mașini hibride

Principiul de funcționare al unui circuit paralel este că motorul cu ardere internă și motorul electric sunt instalate astfel încât să devină posibilă utilizarea lor atât împreună, cât și separat. Dar totuși, funcția principală a motorului electric într-o astfel de schemă este de a crea putere suplimentară pentru motorul cu ardere internă în timpul accelerației. În plus, motorul electric acționează ca demaror și generator. Acumulatoarele cu o astfel de schemă nu necesită reîncărcare suplimentară, au suficientă energie generată în timpul conducerii.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid sunt modele hibride paralele.

Circuit hibrid serie-paralel

În această schemă, motorul cu ardere internă și motorul electric sunt conectate printr-o cutie de viteze planetară, cu ajutorul căreia puterea de la ambele motoare este transmisă roților motoare.

O schemă mixtă diferă de una paralelă prin prezența unui generator care generează energie pentru motorul electric.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid sunt complet hibride.

Aspecte pozitive ale motoarelor hibride

1. Principalul avantaj al hibrizilor este economia lor. Economia minimă de combustibil este de 20%, ceea ce reprezintă un avantaj destul de tangibil în fața creșterii prețurilor.
2. Împărțirea a două motoare reduce emisiile de CO2.
3. Caracteristici excelente de conducere, care se realizează datorită acumulării raționale și redistribuirii ulterioare a puterii generate în comun de cele două motoare.
4. În comparație cu o mașină tradițională, hibridul are o autonomie semnificativă, ceea ce înseamnă că poate continua să conducă chiar și cu rezervorul gol.
5. Caracteristicile motoarelor hibride sunt complet identice cu modelele tradiționale cu motoare cu ardere internă, contrar stereotipurilor predominante și, ținând cont de alte avantaje, uneori chiar le depășesc.
6. Motoarele electrice sunt practic silențioase, ceea ce sporește confortul vehiculului.
7. În comparație cu un vehicul electric, bateria unui hibrid este încărcată de motorul cu combustibil, ceea ce îi mărește autonomia.
8. Mașina este alimentată cu aceeași benzină ca și mașinile tradiționale.

Dezavantajele hibrizilor

1. Costul ridicat al mașinii.
2. Întreținerea mașinii este costisitoare. Este puțin probabil că va fi posibil să reparați singur o astfel de mașină și este foarte dificil să găsiți meșteri calificați. Vor exista și probleme garantate cu componentele.
3. Schimbările de temperatură climatică au un efect negativ asupra bateriei și duc la autodescărcarea acestora.

Pe plan extern, mașinile cu sisteme de propulsie hibride nu diferă de omologii clasici pe benzină. Desigur, dacă modelele de mașini cu motoare hibride ar avea același cost ca și analogii cu motoare cu ardere internă, iar întreținerea nu ar fi dificilă, aproape nimeni ar refuza o astfel de mașină. Dar, în acest moment, realitatea este că diferența de preț a unui hibrid și a unui analog este în medie de 4.000 de dolari. Chiar dacă luăm în considerare toate avantajele unor astfel de mașini, inclusiv economia de combustibil, diferența va fi totuși disproporționată. Dacă nu există avarii, iar kilometrajul este semnificativ, mașina se va amortiza în cel mult cinci ani. Această stare de lucruri nu este încurajatoare. Dar, așa cum se spune: „Câți oameni - atâtea opinii”, așa că alegerea rămâne întotdeauna la o anumită persoană.

În ultimii ani, oamenii au început să se gândească serios la ecologia planetei. Și producătorii de automobile susțin cu nerăbdare această tendință prin crearea de vehicule care funcționează cu combustibili ecologici. În ceea ce privește vehiculele electrice, acestea încă nu sunt luate în considerare în mod serios. Nu același lucru se poate spune despre vehiculele hibride, care câștigă din ce în ce mai multă popularitate.

Ce este o mașină hibridă. Avantaje și dezavantaje ale „hibridului”.

Ce este o mașină hibridă? Cuvântul hibrid provine din latinescul „hibrida”, care înseamnă cruce. Adică un organism care se obține prin încrucișarea diferitelor forme parentale genetic. În cazul nostru, formele parentale sunt motorul electric. Într-o singură propoziție: Un vehicul hibrid este un vehicul cu motor electric cu ardere, care este foarte eficient. 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.

Plusurile vehiculelor hibride.

Cel mai mare plus al mașinilor hibride este că sunt foarte economice... De regulă, consumul lor de combustibil este cu 25% mai mic decât cel al mașinilor tradiționale. Și în fața prețurilor în continuă creștere la benzină, acest punct este cel mai important.

Următorul element cel mai important este respectarea mediului. Hibrizii dăunează mai puțin ecosistemului nostru decât mașinile convenționale. 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, practic nu există emisii de dioxid de carbon în atmosferă.

Spre deosebire de bateriile vehiculelor electrice, la hibrizi, bateriile pot fi reîncărcate de la un motor pe benzină... Ceea ce îi face rezerva de putere suficient de mare. În plus, este nevoie de mai mult timp pentru a finaliza fără realimentare.

Mulți oameni cred că hibrizii sunt mult inferioare ca performanță față de mașinile tradiționale. Nu este adevarat. Toate caracteristicile necesare (putere, overclocking de la zero la o sută și așa mai departe), pe care le au, nu sunt mai rele.

Cel mai bine, mașinile hibride se simt ca acasă în ciclul orașului, în care sunt opriri foarte dese și motorul merge mult la ralanti. În practică, în oraș, funcționează ca o mașină electrică. Dacă vorbim despre ciclul mixt, atunci nu au avantaje deosebite aici.

După cum sa menționat deja, dacă mașina este staționară, atunci trece la modul motor electric. Ceea ce oferă o zgomot aproape complet.

Ei bine, mașina hibridă este alimentată cu hidrocarburi obișnuite, adică benzină... Totul se face într-un mod standard, ca la mașinile tradiționale.

Contra mașinilor hibride.

Nimic nu este perfect și are și dezavantajele sale. Iar principalul este că repararea mașinilor hibride este mult mai costisitoare decât repararea unei mașini cu echipamente tradiționale. Acest lucru se explică prin complexitatea designului dispozitivului motor.

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

Bateriile din hibrizi se pot autodescărca. În plus, nu pot rezista la fluctuații mari de temperatură și durata lor de viață este destul de limitată.

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

În ciuda faptului că mașinile hibride au mai multe avantaje, acestea nu sunt încă populare în Rusia. Unul dintre motivele pentru aceasta este prețul. Costul celui mai popular hibrid Toyota Prius din țara noastră este de la 1.200.000 de ruble. Și această mașină este cel mai ieftin hibrid. De asemenea, pentru cumpărătorul de masă este planificată să lanseze o dezvoltare rusă a unei mașini hibride, așa-numita „Yo-Mobile”. Prețul său poate fi de la 350.000 de ruble. Totuși, acest proiect a fost închis.

În legătură cu lupta pentru mediu, cumpărătorii din întreaga lume sunt încurajați să cumpere hibrizi. Deci, în Statele Unite, există o serie de stimulente fiscale pentru proprietarii unor astfel de mașini și chiar locuri de parcare gratuite. Și la noi urmează să introducă legi similare. În special, reducerea taxelor la importul de vehicule 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 pentru ele rămân la același nivel, cererea pentru ele va fi mică.

Datorită economiei și fiabilității lor, mașinile hibride Toyota prezintă un mare interes pentru consumator. Se pare că nu sunt toate avantajele acestei mașini japoneze. Performanța excelentă de condus este combinată în mod surprinzător cu un consum economic de combustibil. Toyota Prius hibrid este alimentat de două surse de alimentare: motor electricși motor cu combustie interna(GHEAŢĂ).

Să încercăm să ne dăm seama cum, odată cu creșterea puterii, o mașină poate consuma benzină la nivelul unei mașini mici. Dispozitivul vehicul hibrid Toyota Prius este format din:

• motor cu ardere internă (ICE);
• motor electric;
• cutie de viteze planetară (divizor de putere);
• generator;
• invertor;
• baterie.

Motorul cu ardere internă și motorul electric pot funcționa simultan, alternativ și se pot completa, dacă este necesar. Într-un dispozitiv hibrid, cuplul de antrenare către roți poate fi transmis direct de la motorul electric și motorul cu ardere internă în proporții diferite.

Acest lucru se realizează folosind o cutie de viteze planetară (divizor de putere), care constă dintr-un set de angrenaje. Patru dintre ele sunt conectate la un motor pe benzină, iar cel exterior este conectat la un motor electric. Un alt satelit este conectat la un generator, care, dacă este necesar, trimite energie unui motor electric sau încarcă o baterie.

Unul dintre principalele avantaje ale lui Prius este că, spre deosebire de vehiculele electrice, încărcarea unui vehicul hibrid nu necesită o conexiune la rețea. Procesorul, care controlează toate acțiunile mașinii, reîncarcă, dacă este necesar, bateria de la motorul cu ardere internă.

Cum funcționează o mașină hibridă

Sarcina principală a inginerilor Toyota a fost să creeze o mașină economică, care pe pistă să nu fie inferioară „cailor de fier” puternici, dar, în același timp, să aibă un consum redus de motor. Pentru aceasta, a fost folosită o combinație între un motor cu ardere internă și un motor electric. Pentru a obține o eficiență maximă, la Toyota Prius, ambele surse de alimentare pot fi operate separat, împreună și în paralel.

Deci, principiul de funcționare al hibridului Toyota Prius. Motorul este pornit și vehiculul este accelerat cu ajutorul unui motor electric de tracțiune. Rotește satelitul exterior al cutiei de viteze planetare și astfel transferă cuplul roților. Dar nu vei ajunge prea departe cu o baterie. Prin urmare, de îndată ce mașina crește viteză, este implicat motorul cu ardere internă.

Utilizarea combinată a unui motor electric și a unui motor cu ardere internă vă permite să obțineți eficiența (eficiența) maximă a întregului sistem, deoarece. La apăsarea frânei, motorul cu ardere internă este oprit și are loc așa-numita frânare regenerativă (toată energia din rezistență este transformată în electrică), în care motorul electric, lucrând în modul generator, încarcă bateria.

Dacă mașina are din nou nevoie de mai multă putere, de exemplu pentru depășiri, motorul electric este pornit din nou, a cărui energie este suficientă pentru o accelerație bruscă. Schemele de operare a mașinilor hibride au fost concepute pentru a crește economia mașinii și a reduce emisiile de dioxid de carbon în atmosferă. Cu o creștere a consumului de combustibil (prin apăsarea pedalei de accelerație), computerul de control trimite un semnal către divizorul de putere și pornește sursa electrică, ceea ce permite motorului cu ardere internă să funcționeze fără sarcină.

Toyota are fiabilitate și flexibilitate unice, deoarece controlul mișcării este efectuat în mare parte prin fire, ocolind utilizarea componentelor și ansamblurilor complexe. Apropo, în hibridul Toyota Prius, generatorul acționează ca un demaror și ajută la „învârtirea” motorului cu ardere internă până la 1000 rpm necesar.

Modul de funcționare a motorului

• Start. Deplasarea numai cu tracțiune electrică.
• Conducerea cu viteză constantă. În acest caz, cuplul este transmis generatorului și roților.
• Generatorul, dacă este necesar, reîncarcă bateria și transferă energie motorului electric. În acest caz, are loc însumarea cuplurilor ambelor unități de tracțiune.
• Modul forțat. Motorul electric, primind putere suplimentară de la generator, crește puterea motorului pe benzină.
• Frânare. Frânele hibride frânează în mare parte cu un motor electric. Cu toate acestea, atunci când pedala este apăsată ferm, componentele hidraulice sunt activate și frânarea are loc în mod obișnuit.

Motor (ICE)

Tipul de motor hibrid Toyota - Hybrid Synergy Drive (tracțiune sinergică hibridă), care vă permite să combinați două surse de putere: un motor cu ardere internă și un motor electric. Să aflăm ce fel de motoare cu combustibil sunt instalate pe Prius.

La mijlocul anilor '50 ai secolului trecut, un inginer Ralph Miller sugerat pentru a îmbunătăți ideea James Atkinson ... Esența ideii a fost exprimată în creșterea eficienței motorului cu ardere internă prin reducerea cursei de compresie. Acest principiu, denumit acum adesea ciclul Miller/Atkinson, este folosit în motoarele hibride Toyota.

Deci, Toyota Prius hibrid, cum funcționează motorul acestei mașini. Spre deosebire de alte modele ICE, procesul de compresie în cilindru nu începe în momentul în care pistonul începe să se miște în sus, ci ceva mai târziu. Prin urmare, înainte ca supapele de admisie să fie închise, o parte din amestecul de combustibil și aer curge înapoi în galeria de admisie, ceea ce face posibilă creșterea timpului în care este utilizată energia de presiune a gazului de expansiune. Toate acestea duc la o creștere semnificativă a eficienței motorului, o creștere a eficienței unității și, de asemenea, la creșterea cuplului.

Caracteristici motor:

• Volum - 1794 cmc
• Putere (CP / kW / rpm) - 97/73/5200.
• Cuplu (Nm / rpm) - 142/4000.
• Alimentare cu combustibil - injector.
• Combustibil - benzină AI 95, AI - 92.

Consumul Toyota Prius hibrid la 100 km în ciclul urban este de 3,9 litri, pe autostradă - 3,7 litri.

Motor electric Toyota

Designul motorului hibrid sinergic folosește un motor de tracțiune. Putere motor electric Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Această unitate asigură deplasarea mașinii de la pornire la o viteză constantă setată, se pornește atunci când mașina merge la depășire și participă la frânare. Întregul sistem Toyota Prius este gândit până la cel mai mic detaliu. Vehiculul hibrid este încărcat în timpul mersului, de la motorul cu ardere internă prin generatorul de control.

Acumulator baterie

Hibridul este echipat cu două baterii (principale de înaltă tensiune și auxiliare), ambele fiind amplasate în portbagajul mașinii. Dispozitivul principal al bateriei auto este realizat dintr-un aliaj nichel-metal-hidrură și are o capacitate de 6,5 A/h, tensiune 201,6 V. Această unitate are propriul sistem de răcire. În interiorul bateriei de înaltă tensiune există un controler care controlează procesul de încărcare al fiecărei celule (bloc) de 168 de celule în total.

Consumul și recuperarea bateriei sunt controlate de procesorul de control al vehiculului. Bateria Toyota Prius nu necesită reîncărcare din rețeaua electrică, acest proces se efectuează în timpul conducerii și frânării (în cea mai mare parte) a vehiculului.
Baterie auxiliară: 12 V (35 A/h, 45 A/h, 51 A/h).

Concluzie

În ciuda costului relativ ridicat, mașinile hibride atrag tot mai mult interes din partea cumpărătorilor. În comparație cu alte vehicule hibride, Toyota Prius într-adevăr consumă mult mai puțin combustibil și are o amprentă redusă de carbon.