Гибридные двигатели принцип работы: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Как работает гибридный двигатель? Принцип эффективности

Силовая гибридная установка современного транспортного средства представляет собой сочетание обычного двигателя и электрического мотора. В результате такой гибрид обеспечивает не только минимальных расход топлива, но и относительную чистоту выхлопных газов. Сразу же заметим, что экономичность находится в прямой зависимости от емкости аккумуляторных батарей – чем больше их емкость, тем выше цена собственно автомобиля.

В зависимости от роли электромотора в силовой установке гибрида подразделяются на:

  • умеренные, в которых электродвигатель является лишь помощником двигателя. Такие авто имеют идентификацию mild hybrids;
  • полные – такие машины в состоянии преодолеть некоторое расстояние исключительно на электрической тяге. Такой двигатель называется full hybrids.

Вы можете услышать и о, так называемых, микрогибридах, но это, по сути, не более чем удачное маркетинговое решение, предназначенное больше для рекламных целей. Микрогибрид — это разновидность генератора с более широкими функциями. Нас же больше интересуют гибридные двигатели, в которых крутящий момент передается сразу на колеса автомобиля. Заметим, что гибриды имеют свойство преобразовывать кинетическую энергию и накапливать ее в виде электроэнергии во время торможения.

Принцип работы гибридного двигателя

В современных гибридных авто используется несколько схем подключения:

  • Последовательная схема подразумевает двигатель малой мощности, соединенный с генератором электричества. Электродвигатель в такой схеме имеет привод непосредственно к колесам. В этом случае ДВС никогда не приводит колеса в движение – он предназначен лишь для питания мощной аккумуляторной батареи.
  • Параллельная схема – это сложная системы, в которой автоматические муфты соединяют воедино двигатель, электромотор и трансмиссию. Эта схема позволяет как одновременное, так и раздельное использование электрического двигателя и ДВС для приведения колес во вращательное движение. Электромотор эффективно разгоняет транспортное средство и выполняет рекуперативное торможение.
  • Последовательно-параллельная схема – нечто среднее между описанными выше вариантами.

Компоненты гибридного автомобиля

  • Двигатель внутреннего сгорания – такой же, как и в традиционном авто, разве что меньшего объема.
  • Самый обычный топливный бак.
  • Электромотор, совмещающий функции как силового агрегата, так и генератора, когда авто притормаживает.
  • Генератор, предназначенный исключительно для производства электроэнергии.
  • АКБ для хранения электроэнергии гибридного авто. Если в обычном ДВС аккумулятор предназначен исключительно для питания электрических цепей, то в гибриде он еще может и питать силовую установку для движения транспортного средства.

За гибридами будущее… А пока, интернет-магазин автозапчастей Фортуна готов предложить владельцам традиционных авто все для ремонта и ТО по разумной цене!

Toyota Hybrid: принцип работы гибридной системы

Сегодня компания Toyota является одним из крупнейших производителей гибридных автомобилей в мире. Этот тип автомобилей становится все более популярным из-за высокую производительность, надежность, экологичность и низкие эксплуатационные расходы. Но чем основной принцип работы гибридной системы автомобилей Toyota отличается от бензиновых и электрических автомобилей?

Гибридная система Toyota использует бензиновый двигатель и электромотор. Это «полный» гибрид — автомобиль может передвигаться как по принципу совместного использования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и HV-батареи, так и исключительно на электроэнергии. Этим Toyota Hybrid отличается от других «мягких» гибридных систем, в которых электромотор работает только для повышения производительности бензинового двигателя и исключительно вместе с ним.

Система Toyota Hybrid состоит из:

  • бензинового двигателя, который работает по циклу Аткинсона. Самый эффективный ДВС при средних и высоких оборотах, имеет высокий КПД и низкие расход топлива и уровень шума
  • управляющего электромотора. Выполняет роль генератора энергии от ДВС для подзарядки высоковольтной батареи, а также роль стартера ДВС;
  • тягового электромотора. Предназначен для приведения автомобиля в движение. Также выполняет роль генератора при рекуперации;
  • гибридной трансмиссии. Представляет собой планетарную передачу, является делителем мощности и распределяет крутящий момент между тяговым электромотором и ДВС. Гибридная трансмиссия не является вариатором в классическом его понимании, поскольку в ней отсутствуют валы, фрикционы, ремни / цепи;
  • инвертора. Преобразует переменный ток (АС) с электродвигателя на постоянный (DC) для подзарядки батареи и наоборот. Также конвертирует напряжение 250В с HV-батареи в 650В для запуска и работы тягового электромотора;

высоковольтной батареи. Имеет высокую плотность энергии. Никель-металл-гидридных батарея обеспечивает стабильное подзарядки / разрядки от 30% до 90% для наиболее эффективной работы батареи, идеально подходит для работы при низких температурах и не требует внешнего подзарядки.

Toyota Hybrid может работать в трех режимах: CHARGE, ECO и POWER. В зависимости от режима движения и манеры управления водителя автомобиль определяет оптимальный режим и соответственно отображает его на индикаторе гибридной силовой установки.

CHARGE — автоматическая зарядка HV-батареи гибридной системы автомобиля происходит при плавном и стабильном торможении за счет рекуперации кинетической энергии. HV-батарея также автоматически заряжается при движении накатом. Накопленный заряд используется электромотором для дальнейшего движения, позволяет экономить на топливе. В режиме ECO гибридный привод используется максимально эффективно. Во время движения в городе в режиме ECO система часто позволяет двигаться исключительно на электротяге. POWER — при ускорении, обгоне или движении на высокой скорости автомобиль использует синергию мощности ДВС и гибридной системы для получения высоких динамических показателей.

Гибридная система в Toyota Camry HybridГибридна система в Toyota Camry Hybrid Description:

Применяя такой эффективный принцип совместного использования бензинового двигателя и электрических компонентов, автомобиль может преодолевать расстояния, и подзарядка не нужна. Благодаря этому гибридный автомобиль Toyota является оптимальным выбором как для передвижения по городу, так и для длительных путешествий. Современный водитель стремится стать владельцем автомобиля, который бы отвечал требованиям нового smart-стиля жизни и повышенным стандартам качества. Самозарядные бензиново-электрические гибриды Toyota удовлетворяют современные критерии эффективности, надежности и прогрессивности.

За дополнительной информацией о Toyota Hybrid, включая ценам на доступный модельный ряд, просим обращаться по телефону: (044) 537-54-54 или по адресу Харьковское шоссе 179.

Приус принцип работы гибридной установки. Toyota Prius II — самый гибридный гибрид

Будущее марки Тойота – это гибридные автомобили. Пока электромобили не совершенны и передвигаются без подзарядки максимум до 150 км. Аккумуляторные батареи гибридных автомобилей получают подзарядку от ДВС, обеспечивая комфорт и экономичность при езде на любые расстояния.

Устройство гибридного автомобиля

Устройство гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) основано на последовательно-параллельно схеме. У таких транспортных средств крутящий момент на колеса может подаваться и от мотора, и от мотора-генератора. При этом величина мощности агрегатов варьируется в зависимости от степени заряда и возможностей мотора.

Основу конструкции составляют двигатель внутреннего сгорания, электромотор, два генератора и делитель мощности. Последнее устройство позволяет трогаться и осуществлять движение на малых скоростях исключительно на электромоторе. ДВС в этот момент будет обеспечивать только работу генератора.

Зарядка гибридного автомобиля осуществляется посредством отдельного генератора, поэтому электрический мотор-генератор используется только для привода ведущих колес. Во время высоких нагрузок, таких как подъем в гору или езда на высокой скорости в работу активно подключается бензиновый мотор. Делитель мощности контролирует передачу от крутящего момента ДВС на колеса, перераспределяя часть ее для заряда АКБ и генератора.

Принцип работы гибридного автомобиля

Принцип работы гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) состоит в следующем: старт, первоначальный разгон и езду на малых оборотах обеспечивает электрический мотор-генератор, при повышенных нагрузках подключается бензиновый мотор. Компьютер регулирует его работу так, чтобы были обеспечены самые высокие показатели экономичности.

Шестерня делителя мощности, передающая крутящий момент на ведущие колеса, вращается посредством электромотора. Основной принцип действия гибридного автомобиля заключается в формировании передаточного числа трансмиссии делителем мощности, именно он распределяет уровень включенности в работу каждого из моторов.

Такая схема гибридного автомобиля называется последовательно-параллельной. Она соединила все преимущества последовательно и параллельной схем. В итоге инженеры японского автоконцерна смогли создать максимально надежный агрегат, ведь управление крутящим моментом происходит при помощи электроники, исключая участие множественных механических узлов и механизмов.

Рекуперативная система торможения также передает кинетическую энергию на генератор, восполняя запас аккумулятора. Для экстренного торможения применяется обычная фрикционная тормозная система.

Двигатель (ДВС) гибридного автомобиля

Мотор авто, работающего по принципу гибрида, в первую очередь основывается на принципе экономичности. Для Тойота Приус инженеры компании Toyota смогли выпустить агрегат в 1,8 литров мощностью 98 лошадиных сил. Теперь расход Тойота Приус гибрид составляет примерно 4,5 литра на 100 км (5 литров по городу и 3,9 литра по трассе). В холодное время года вне зависимости от режима езды потребление топлива увеличивается в среднем на 2 литра на 100 км. Для заправки завод-изготовитель рекомендует использовать бензин марки АИ-95.

Стоит отметить, что разогнать машину до сотни получится чуть боле, чем за 10 секунд. При этом максимальная скорость авто составит 180 км/ч.

Тип двигателя Тойота гибрид подбирался с точки зрения максимального коэффициента полезного действия. У современных гибридов он составляет 40%. Такие показатели позволило получить использование мотора, работающего по циклу Аткинсона. Основная особенность такого бензинового мотора состоит в том, что сжатие топлива запаздывает за ходом поршня. Оно запускается несколько позже начала движения поршня в верхнюю часть гильзы. Благодаря такой уловке некоторое количество топливно-воздушной смеси возвращается во впускной коллектор.

Данный тип ДВС дал современному мотору Toyota Prius следующие преимущества:

  • увеличение рабочего хода поршня;
  • повышение КПД;
  • уменьшение расхода топлива;
  • оптимально подходящая конструкция для работы в узком диапазоне оборотов коленчатого вала;
  • 122 лошадиных силы суммарной мощности движущей установки.

Электромотор автомобиля Тойота

В Toyota Prius имеется два электромотора: управляющий и тяговый моторы-генераторы. Оба движка питает АКБ.
Тяговый мотор-генератор обеспечивает авто запуск и первоначальный разгон. Управляющий мотор-генератор отвечает за зарядку гибридного автомобиля, а также выполняет функции стартера.

Как правило, по городу в режиме «старт/стоп» Toyota Prius перемещается исключительно за счет электрической установки.

Мощность электромотора Тойота Приус определяется следующими характеристиками:

  • 60 лошадиных сил;
  • 56 кВт;
  • 163 Н*м.

Последние модели Prius получили возможность заряжаться и от электрической розетки, что позволило сделать их еще экономичнее. Минус один – полная зарядка аккумулятора составит 6 часов, поэтому пока использование транспортного средства без участия двигателя внутреннего сгорания неудобно для поездок на дальние расстояния.

Аккумуляторная батарея

На борту Тойота Приус аккумуляторных батарей две:

1. Вспомогательная аккумуляторная батарея автомобиля емкостью 45 А/ч.

2. Основная никель-металлгидридная высоковольтная аккумуляторная батарея емкостью 6,5 А/ч и напряжением 201,6 В, состоящая из 168 ячеек.

Особенность устройства основной аккумуляторной батареи автомобиля состоит в том, что они оснащены собственной системой охлаждения.

В свое время Тойота Приус была первопроходцем среди автомобилей гибридов. Сегодня установки типа hybrid удалось усовершенствовать так, что они стали устанавливаться и на другие более массовые модели Toyota, тем не менее Prius заслуженно входит в рейтинг лучших гибридных автомобилей . Популярность подобной схемы мотора можно объяснить ее экологичностью, экономичностью и надежностью, проверенной годами.

Автомобиль с гибридным двигателем это не новое изобретение. Первый шаг в направлении создания гибридных транспортных средств, был сделан в 1665, когда Фердинанд Verbiest, Иезуитский священник, начал работу над планами постройки простых четырех колесных транспортных средств, которые могли бы работать на пару или конной тяге. Первые автомобили с гибридным двигателем появились на рубеже XIX—XX-го веков. Более того, некоторым разработчикам удалось перейти от проектов к мелкосерийному производству. Начиная с 1897 года и на протяжении 10 последующих лет, французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила партию электромобилей и машин с гибридными двигателями. В 1900 году General Electric сконструировала гибридный автомобиль с 4-цилиндровым бензиновым мотором. А с конвейера Walker Vehicle Company of Chicago «гибридные» грузовики сходили до 1940 года.
Конечно все это были только прототипы и мелкосерийные автомобили. Однако сейчас острый недостаток нефти и экономический кризис подхлестнули разработку гибридных двигателей. А теперь давайте подробно разберемся что такое гибридный двигатель и какой от него толк? Гибридный двигатель — это система из двух двигателей -электрического и бензинового. В зависимости от режимов работы может включатся и бензиновый и электрический одновременно или по отдельности. Этот процесс управляется мощным компьютером, который принимает решение, что щас должно работать.Так при передвижении по трассам включается бензиновый двигатель, так как аккумулятора на трассе на долго не хватит. Если автомобиль двигается в городском режиме, то тут уже используется электродвигатель, при разгоне или больших нагрузках работают оба. Пока работает бензиновый двигатель заряжается аккумулятор. Такой двигатель даже с учётом того, что в системе используется бензиновый двигатель, позволяет сократить вредные выбросы в атмосферу на 90% и при этом существенно снижается потребление бензина в городе(на трассе работает только бензиновый двигатель, поэтому там экономии нету).

Начнем с того, как автомобиль трогается с места. При начале движения и на малых скоростях задействованы только аккумуляторная батарея и электродвигатели. Энергия, запасенная в батарее, поступает в энергетический центр, который, в свою очередь, направляет ее к электромоторам, заставляющим автомобиль плавно и бесшумно тронуться с места. После набора скорости к работе подключается двигатель внутреннего сгорания, и момент на ведущие колеса поступает одновременно от электродвигателей и ДВС. При этом часть энергии ДВС поступает к генератору, и теперь уже он питает электродвигатели, а излишки своей энергии отдает аккумуляторной батарее, утратившей часть запаса энергии в начале движения. При движении в нормальном режиме автоматически используется только передний привод, во всех остальных — полный. В режиме разгона момент на колеса поступает в основном от бензинового двигателя, а электромоторы при необходимости увеличения динамики дополняют ДВС. Один из самых интересных моментов — торможение. Электронные “мозги” автомобиля сами решают, когда нужно задействовать гидравлическую тормозную систему, а когда рекуперативное торможение, отдавая предпочтение последнему. То есть в момент нажатия педали тормоза они переводят электродвигатели в “генераторный” режим работы, и те создают тормозной момент на колесах, вырабатывая электроэнергию и подпитывая через энергетический центр аккумуляторную батарею. В этом и заключается изюминка “гибрида”.

В классических автомобилях энергия торможения теряется полностью, уходя как тепло через тормозные диски и другие детали. Использование энергии торможения особенно эффективно в городских условиях, когда приходится часто тормозить на светофорах. Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM) объединяет и управляет работой всех систем активной безопасности.
Одним из первых удачных автомобилей оснащённых гибридным двигателем, который пошёл в массы стал разработанный компанией Toyota «Toyota Prius», расходующий 3,2 литра бензина на 100 км (в городе). Также компания Toyota выпустила и внедорожник с гибридным двигателем Lexus RX400h.Стоимость такого автомобиля в зависимости от комплектации колеблется от 68 до 77 тыс. долларов. Следует заметить тот факт, что первые версии Toyota Prius уступали автомобилям такого же класса и в скорости и в мощности, а вот Lexus RX400h уже не уступает своим одноклассникам ни в скорости ни в мощности.

Ведущие автомобильные концерны мира, так же обратили своё внимание на гибридные двигатели, как на решение проблемы экономии топлива и загрязнения окружающей среды. Так компания Volvo Group объявила о создании гибридного двигателя для грузовиков, тягачей, полуприцепов и автобусов. Разработчики компании рассчитывают на то, что их детище позволит получить 35% экономию топлива.
При всём при этом надо сказать, что гибридные автомобили «на Ура», пока что, пошли только в Северной Америке(Канада и США). И в Америке же всё больше на них растёт спрос, так как там до последних лет были популярны автомобили, которые потребляли много топлива, а так как топливо резко и круто начало дорожать американцы резко задумались об его экономии и как решение проблемы начали использовать именно автомобили с гибридными двигателями. В Европе к появлению гибридных двигателей отнеслись спокойно, так как там у них рулит экономный и более экологичный, чем бензиновый двигатель, старый добрый дизель. В отличии от США более 50% машин в Европе оснащены дизелями. К тому же дизельные автомобили дешевле гибридных, проще и надёжнее. Ведь всем известно, чем сложнее система, тем она менее надёжна! И вот именно из-за своей сложности и капризности, гибридных автомобилей практически нет на постсоветском пространстве. Официальные дилеры их сюда не завозят. И любой владелец такого авто у нас неминуемо столкнётся с проблемой СТО. Нет у нас СТО, которые бы занимались бы гибридными автомобилями. А уж сам такую машинку не починишь!

Гибрид модели Toyota Prius за три ее поколения успели настолько усовершенствовать, что сегодня этот силовой агрегат можно встретить и в ряде более популярных массовых моделях Toyota. Так в чем же конструктивные ноу-хау тойотовского гибрида?

Конструкция

Гибридная силовая установка Toyota Prius представляет собой последовательно-параллельную конструкцию (комбинированная), в которой крутящий момент на колеса может передаваться от двигателя внутреннего сгорания напрямую и от тягового электромотора в любых пропорциях. Для реализации работы по такой схеме в конструкцию силовой установки был внедрен, так называемый, делитель мощности. Это планетарный механизм с четырьмя шестернями-сателлитами. К наружной шестерне этого механизма подключен тяговый электродвигатель. Так же она непосредственно связана с главной передачей, которая передает крутящий момент к межколесному дифференциалу и далее на колеса. Четыре сателлита в этой конструкции подключены к двигателю внутреннего сгорания, т.е. их оси вращаются вокруг оси центральной солнечной шестерни. Последняя, в свою очередь, связана с управляющим мотор-генератором. Чтобы понять, как эта конструкция работает, следует по отдельности рассмотреть режимы ее работы.

Общий принцип работы

Начальный разгон машине обеспечивает тяговый электромотор-генератор MG2. Он вращает внешнюю шестерню планетарной передачи, через которую момент передается на колеса. Когда мощности тягового электромотора становится недостаточно, в работу вступает бензиновый двигатель. При этом он работает в самом экономичном режиме. Вращая шестерни сателлиты, приводятся в действие как наружная шестерня, так и внутренняя, солнечная, которой управляет мотор-генератор MG1. И именно от поведения MG1 зависит на сколько усилие ДВС передастся на колеса, иными словами это называется «формирование передаточного числа трансмиссии».

Так же MG1 отвечает за подзарядку батареи в любом режиме (даже стоя на месте) и за запуск двигателя, что делает систему очень гибкой, вне зависимости от режима эксплуатации. Благодаря этому инженерам Toyota удалось получить универсальную систему распределения крутящего момента, которая максимально оптимально распределяет энергию, полученную при сгорании топлива в ДВС. Эта система так же обладает уникальной механической надежностью, поскольку управление крутящим моментом происходит по проводам, минуя традиционное множество сложнейших механических и гидравлических узлов.

Делая эко-мобиль с очень умной силовой установкой инженеры Toyota серьезно подошли и к выбору двигателя внутреннего сгорания. Он, как и в целом автомобиль, разработан для максимальной экономии топлива. А так как эта характеристика напрямую зависит от коэффициента полезного действия мотора, т.е. от эффективности использования теплоты сгораемого топлива, было принято решение создавать ДВС, работающие по циклу Аткинсона. В данном моторе, в отличии от двигателей, работающих по циклу Отто, сжатие начинается не в начале хода поршня вверх, а чуть позже, поэтому часть топливо-воздушной смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Благодаря этому удается увеличить рабочий ход, чем увеличивают время использования энергии давления расширяющихся газов, т.е. повышают КПД мотора с соответствующим снижением расхода топлива. Цикл Аткинсона в гибридах более актуален по причине работы ДВС в данной конструкции в более узком диапазоне оборотов.

В последнем 4-м поколении Toyota Prius используется 1,8-литровый бензиновый двигатель, мощностью 98 л.с.. В Toyota Yaris Hybrid применен 1,5-литровый двигатель, мощностью 75 л.с., в модели Auris – 1,8-литровый 99-сильный ДВС, и в последней новинке Toyota RAV4 Hybrid использован 2,5-литровый ДВС мощностью 155 л.с. Суммарная мощность силовых установок этих гибридов составляет, соответственно, 122 л.с., 100 л.с., 136 л.с., 197 л.с.

Стоит отметить, что инженеры Toyota продолжают совершенствовать конструкцию ДВС, работающего по циклу Аткинсона. На данный момент уже выпускаются моторы с тепловым КПД (коэффициент полезного действия), который достигает 40%. Ранее этот показатель для данных моторов составлял 38 %, а для ДВС, работающих по циклу Отто – еще меньше. Более высокий коэффициент полезного действия означает более эффективное использование тепла, выделяемого при сгорании топлива. Соответственно, удельная мощность и экономичность новых гибридных агрегатов Toyota стали еще выше.

Кстати, понятие «холостого хода двигателя» у гибридов Тойота отсутствует. Если блок управления запустил мотор, это означает что: либо заряжается батарея, либо прогревается ДВС, либо обогревается салон, либо автомобиль движется.

Электромоторы

В конструкции гибридной силовой установки Toyota используется два электромотора – управляющий мотор-генератор (MG1) и тяговый мотор-генератор (MG2). Мощность тягового электромотора:

Yaris Hybrid – 45 кВт, 169 Нм;

Auris Hybrid – 60 кВт, 207 Нм;

Prius – 56 кВт, 163 Нм;

RAV4 Hybrid – 105 кВт, 270 Нм; задний электромотор – 50 кВт, 139 Нм;

Кстати, управляющий мотор-генератор в данной конструкции выполняет и функцию стартера. Это позволило исключить из конструкции ДВС классический стартер, которые в случае с ДВС, работающими по циклу Аткинсона не могут запускаться на низких оборотах (у обычных ДВС Отто – 250 об/мин). Данный агрегат для запуска нужно «раскрутить» до оборотов не менее 1000, что и делает управляющий мотор-генератор.






/

Электроника

За обеспечение работы гибридной силовой установки Toyota отвечают еще ряд систем. Это преобразователь напряжения (инвертор), 520В / 600В / 650В. В него входит бустер, инвертор преобразователь постоянного тока в постоянный ток 14 вольт (для питания бортовой сети, DC/DC) и жидкостная система охлаждения. Последняя нужна для создания наиболее благоприятных условий работы электроники. Она работает с наибольшей производительностью и наименьшими потерями при комнатной температуре (порядка 20 градусов Цельсия). Поскольку инвертор оборудован мощными каскадами транзисторов – они требуют быстрого отвода тепла. Этого же требуют и электромоторы в трансмиссии. Для этого к инвертору и трансмиссии подведена жидкостная система охлаждения, температурный диапазон которой гораздо ниже, чем нормальный температурный диапазон двигателя внутреннего сгорания.

Может ли пятиместная легковушка длиной 4,45 метра (это больше, чем у седана ВАЗ-2110), иметь расход бензина в городе (даже не дизтоплива) 2,82 литра на 100 километров без какого либо ущерба для динамических характеристик? Да, если это Toyota Prius II.

Прежде всего, нужно сделать поправку — упомянутый расход получен в испытании по японскому циклу 10-15, который по своему характеру — суть городской цикл движения — как известно, самый проблемный для машин в плане экономичности. Как говорится, внушает.

Мы уже рассказывали , что совсем недавно, выходя на рынок гибридных автомобилей, Ford решил купить соответствующую технологию у Toyota.

Понятно почему. Легковушка Toyota Prius первого поколения, выпускавшаяся с 1997 по 2003 годы, нашла немало покупателей по всему миру.

Новейший же Prius второго поколения, едва появившись, завоевал в США сразу четыре престижные награды, в том числе, стал лучшим автомобилем 2004 года в Северной Америке.

Потрясающие характеристики ему обеспечивает «гибридно-совместный привод» (Hybrid synergy drive) — система, которую вполне можно назвать гибридом в квадрате. Давайте разберёмся почему.

Toyota — не единственный производитель, серийно выпускающий гибридные автомобили (к примеру гибрид есть у Honda), а уж экспериментальные работы имеются почти у всех крупных автокомпаний.

Известны два основных типа гибридного привода — последовательный и параллельный.

В первом случае ДВС никак не соединён с колёсами — он работает на генератор, заряжающий аккумуляторы. Тяговые же электродвигатели в зависимости от режима движения получают ток либо от батарей, либо от генератора напрямую, плюс батареи, как добавка.

Во втором варианте ДВС соединён с колёсами через обычную коробку передач. И к колёсам же (неважно тем же самым или к другой оси) подсоединён электромотор, получающий питание от аккумуляторов.

Центральный дисплей наглядно показывает круговерть потоков мощности в разветвлённой системе привода Prius II (фото с сайта toyota.com).

И в том и другом случае тяговые электромоторы при торможении могут работать, как генераторы, обеспечивая возврат энергии, что и даёт выигрыш в экономичности.

Однако у Prius использована комбинация обоих типов. Вот и получается, что перед нами — гибрид гибрида. Как говорят японцы, в этом случае можно достичь очень высокой экономичности в сочетании с высокой же разгонной динамикой машины.

Прогуляемся же по основным узлам Hybrid synergy drive.

Во-первых, это ДВС. Рабочий объём 1,5 литра, 4 цилиндра, 4 клапана на цилиндр с регулируемыми фазами газораспределения, степень сжатия 13:1, мощность 76 лошадиных сил.

Мощность, заметим, не самая рекордная для такого объёма, да при такой степени сжатия.

Зато этот движок очень экономичен уже сам по себе (без учёта помощи электромотора).

Кроме того, он отвечает жесточайшим американским, ещё даже не введённым, нормам токсичности Super Ultra Low Emission Vehicle и Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicles, то есть «ультра супер низкий» уровень выхлопа и стандарт, так называемый, «частично нулевой».


Начинка гибридного авто от Toyota (иллюстрация с сайта toyota.co.jp).

Имеются и отдельный генератор, плюс батареи — никель-металлогидридные.

Из их характеристик обращает на себя внимание высокая выходная пиковая мощность в 28 лошадиных сил (специально приводим параметры электрики не в киловаттах, чтобы удобнее было сравнивать с ДВС).

Заметим, классические аккумуляторы на обычных авто при огромном пиковом токе изо всех сил «напрягаются», чтобы крутить стартёр мощностью в одну-две «лошадки».

Естественно, есть электронная система перераспределения нагрузки между всеми этими элементами во всех режимах движения.

Возможен круиз лишь на одном ДВС, одном электродвигателе или совместное их использование.

При этом даже в случае равномерного движения часть мощности ДВС идёт на генератор, в систему управления и далее на тяговый электромотор.

Казалось бы, это лишние потери на преобразовании, однако так инженеры добиваются оптимального режима работы ДВС (обороты/нагрузка), что сказывается на удельном расходе топлива.


Схема связей в «гибридно-гибридной» системе (иллюстрация с сайта toyota.co.jp).

А ещё: большой крутящий момент электромотора, который он готов выдать на любых оборотах — залог удобного и гибкого управления колоссальной тягой на ведущих колёсах.

Зарядка же аккумуляторных батарей идёт сразу с двух сторон — от ДВС и от колёс (при торможении).

Тут нужно упомянуть максимальное напряжение в этой «интеллектуальной» тяговой электросети — целых 500 Вольт.

Оно предполагает сравнительно низкие, для таких мощностей токи, а значит — более низкие потери на омический нагрев проводов по сравнению с ранее применявшимися системами (скажем, у первого Prius было «всего лишь» 274 Вольта).

Изюминка машины — делитель мощности. Это планетарная трансмиссия, центральное (солнечное) колесо которой соединено с генератором, планетарное (водило) — с ДВС, а самое внешнее кольцо — с электромотором и колёсами машины.

Эта система плавно перераспределяет потоки мощности между узлами в самых различных направлениях.

В частности, возможен старт машины на одном электродвигателе с последующим запуском ДВС в движении.

Результат работы такой сложной системы говорит сам за себя.


Последовательный и параллельный гибридные приводы (иллюстрации с сайта toyota.co.jp).

Общий КПД Prius II (так сказать, рассчитанный по полному пути энергии от бака до колёс) — 37%, против 16% у бензинового аналога (при работе в «японском» стандартном городском цикле).

Трудно найти ещё один бензиновый автомобиль, который обладает такой экономичностью при таких размерах, да ещё с запасом пиковой мощности в 104 лошадиные силы (ДВС плюс батареи).

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

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

Простыми словами о сложном

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

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

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

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

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

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

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

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

Последовательная схема гибрида

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

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

Параллельная схема гибридного автомобиля

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

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

Последовательно – параллельная схема гибрида

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

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

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

Положительные стороны гибридных двигателей

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

Недостатки гибридов

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

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

Принцип работы гибридных автомобилей | Автомобильные дороги

  • Как работает гибридный автомобиль?
  • Каковы плюсы и минусы гибридных автомобилей?

Сегодня пришло время взглянуть на мир гибридных автомобилей!

Вы, наверное, слышали о гибридных автомобилях. Они с нами в течение нескольких последних лет и их популярность продолжает расти. Вы даже можете иметь один такой в своей семье или кто-то из знакомых ездит на гибриде.

Схематически, принцип работы гибридных авто
Но что же такое гибрид? Традиционные авто имеют только двигатели на бензине, а с другой стороны гибридный автомобиль может быть приведен в действие как бензиновым двигателем так и электрическим аккумулятором.

С чего бы автопроизводителям создавать автомобили, которые ещё работают и от электрических батарей? Электрические аккумуляторы в гибридных автомобилях стали использовать бензин более эффективно. На низких оборотах, автомобили с гибридным двигателем могут работать только на электрических батареях. Это уменьшает количество используемого бензина машиной.

На более высоких скоростях бензиновый двигатель запускается, чтобы обеспечить большую мощность. Когда Бензиновый двигатель работает, электрический аккумулятор подзаряжается. Таким образом он будет иметь достаточную ёмкость и мощность, тогда, когда это будет нужно.

С развитием цивилизации технологии совершенствуются и производители автомобилей постоянно улучшают системы своих гибридных автомобилей. Сегодня существует несколько различных типов гибридных автомобилей. Есть небольшие различия в том, как они работают, но основная идея остается неизменной: использование электрического аккумулятора, чтобы улучшить эффективность, которую вы получаете от бензиновых двигателей.

Следующая волна гибридных автомобилей, как ожидается, будет представлять собой гибридные автомобили, которые могут работать исключительно на электрической или переработанной энергии. Для зарядки таких машин, владельцам нужно будет подключить их к источнику питания для зарядки электрических аккумуляторов, когда они не имеют достаточно энергии.

В дополнение к большому пробегу, гибридные автомобили также дружественны к окружающей среде. Так как некоторая часть их энергии вырабатывается электрическими батареями, гибридные автомобили выбрасывают меньше испарений (загрязнения), чем обычные бензиновые автомобили.

Однако, прежде чем задуматься о покупке гибридного автомобиля, вам также нужно учесть их стоимость. Большинство гибридных автомобилей на несколько тысяч долларов дороже, чем их “привычные” аналоги. Это означает, что значительная часть денег, которую Вы экономите на бензине будет потрачена авансом, который Вы заплатите за машину при покупке.

Несмотря на их более высокую стоимость, гибриды привлекательны для многих людей из-за своего минимального воздействия на окружающую среду. Просто не забудьте про это исследование, когда обратите свои взоры на гибридный автомобиль. Всегда полезно рассмотреть плюсы и минусы при принятии любого важного решения!

Гибридный автомобиль: победа над расходом топлива

Гибридным считается автомобиль, который в движение приводит не один, а два или несколько двигателей – бензиновый или дизельный, плюс электрический. В настоящее время наиболее распространены автомобили с бензин/электрическими двигателями, хотя в последние пару лет активно развивается производство дизель/электрических моторов для легковых автомобилей.

История

Пионером строительства гибридных автомобилей стали немцы – еще на заре ХХ века известный автомобильный конструктор Фердинанд Порше создал модель Lohner-Porsche, который первоначально был чистым электромобилем.

Lohner-Porsche

Затем Порше догадался встроить в схему трансмиссии своего электрокара два бензиновых мотора, которые снабжали энергией электродвигатели, установленные на колеса автомобиля. Часть энергии, которая не потреблялась на вращение колес, передавалась по проводам в аккумуляторные батареи, где хранилась «про запас» и расходовалась по мере надобности. Впрочем, такие автомобили не были востребованы на рынке из-за сравнительной дороговизны и сложностей с обслуживанием. На долгие годы идея серийного производства гибридных автомобилей была забыта, пока в середине 1960-х годов, когда в мире разразился бензиновый кризис, ученые снова обратили внимание на использование в качестве подспорья электрических двигателей.

Работы над созданием гибридных двигателей и трансмиссий велись в США американским ученым Виктором Воуком, который установил на модель Buick Skylark электрический мотор, работавший в паре с роторной силовой установкой от Mazda RX2. После того, как созданный Воуком прототип показал внушительные результаты топливной экономичности (расход топлива снизился до 50%), крупные автомобильные компании обратили внимание на эту технологию и стали вкладывать инвестиции в создание собственных гибридных технологий. Помимо топливной экономичности, производителей автомобилей в гибридах привлекал и низкий, по сравнению с бензиновыми и дизельными машинами, выхлоп. В США как раз стартовала массированная кампания в защиту окружающей среды, правительство разрабатывало программы поощрения производителей, ориентированных на экологически чистое производство. Часть этих программ предусматривала предоставление налоговых льгот, и автомобильные корпорации поспешили ухватиться за эту возможность снизить налоговую нагрузку на свои предприятия.

Расцвет производства серийных гибридных автомобилей пришелся на конец 1990-х — начало 2000-х годов. В 1997 году стартовало серийное производство гибридной модели Toyota Prius, которая и в настоящее время занимает лидирующие позиции по продажам как в США, так и в других странах мира.

Toyota Prius (NHW10) ’1997–2000

Еще одним гибридным автомобилем, снискавшим коммерческий успех в Соединенных Штатах, стала Honda Insight.

Honda Insight (ZE1) ’1999–2006

Довольно скоро США превратились в лидера по использованию гибридного легкового транспорта, тогда как в остальных странах, даже несмотря на налоговые льготы и другие программы поощрения, продажи машин на гибридной тяге значительно отстают от американских. Причем, в США помимо компактных автомобилей популярностью пользуются внедорожники и спортивные автомобили-гибриды.

Как это работает?

Принцип работы гибридного автомобиля заключается в том, что энергия, производимая бензиновым или дизельным двигателем, передается на электрический генератор, а оттуда – на электромоторы, которые приводят в движение колеса автомобиля. Существуют три варианта гибридного привода. Первый, последовательный, когда двигатель внутреннего сгорания соединяется с электрическим генератором автомобиля, а один или несколько электромоторов – с ведущими колесами автомобиля.

 

Второй, параллельный, когда двигатель внутреннего сгорания и электромотор передают энергию на колеса через специальный дифференциал, который, в зависимости от условий, задействует энергию бензинового (дизельного) или электрического мотора. Такой тип привода предполагает использование механической коробки передач (для большинства гибридов предусмотрен бесступенчатый вариатор), что в значительной мере удешевляет как производство такого автомобиля, так и его конечной стоимости и последующей эксплуатации.

Наконец, третьим вариантом гибридного привода является последовательно-параллельный. В этом случае двигатель внутреннего сгорания, электромотор и электрогенератор объединены между собой при помощи планетарного редуктора.

Плюсы

К преимуществам гибридного автомобиля перед бензиновыми и дизельными относят его экономичность и экологичность. Использование, особенно в городских условиях, электрической тяги способствует экономии бензина (дизеля), и, как следствие, меньшему загрязнению окружающей среды. Кроме того, на гибридных автомобилях используется система рекуперации энергии, когда при торможении энергия не расходуется попусту, а аккумулируется в батареях и используется для питания различных электроприборов в автомобиле. Еще один элемент гибридов – система Старт/Стоп, отключающая двигатель при кратковременных остановках и включающая при возобновлении движения. Сегодня эта система активно используется и на автомобилях с традиционными видами топлива. Использование мощности двигателя внутреннего сгорания и электромотора позволило сделать гибридный автомобиль более динамичным, чем его обычная версия – и это тоже является неоспоримым преимуществом такого типа машин. Поэтому довольно скоро такими силовыми установками начали оснащать спортивные автомобили и внедорожники.

Volkswagen Touareg Hybrid

Нельзя забывать и о еще одном аспекте – увеличенном пробеге гибридного автомобиля. Там, где заглохнет бензиновая или дизельная машина, «сдохнет» аккумулятор у электрокара, гибридное авто проедет и будет ехать еще не один десяток километров – до ближайшее автозаправки или «розетки» (ведь некоторые модели гибридов, такие Chevrolet Volt, можно подзаряжать от электросети).

Минусы

Есть у гибридных машин и свои недостатки, главный из которых – дороговизна. Так как гибридная технология, несмотря на длительное развитие, еще несовершенна, производство подобных двигателей и особенно их дальнейшее обслуживание представляет собой весьма недешевое удовольствие. Даже в Соединенных Штатах, где гибриды завоевали признание, соотношение их к автомобилям, работающим на традиционном топливе, все еще незначительно. Мало того, что авто с гибридным мотором дороже такой же «бензиновой» модели, так и его сервисное обслуживание сложное и потому затратное. Особенно это касается обслуживания установленных на гибридные авто аккумуляторных батарей, которые эффективно работают не во всяких климатических условиях. В странах с умеренно-холодным климатом (к которым, в частности, относится и Россия), аккумуляторные батареи разряжаются чаще, следовательно, сокращается их ресурс. Да и ремонт либо утилизация вышедшей из строя батареи – удовольствие не из дешевых.

К тому же есть и еще один негативный аспект гибридного автомобиля – средний срок его окупаемости составляет порядка пяти-шести лет, а многие российские автовладельцы привыкли менять авто раз в три-четыре года. Следовательно, покупать гибрид ради экономии на топливе в России – невыгодно.

Как устроен гибридный автомобиль?

Вас, наверное, каждый раз поражает повышение цен на бензин. Заправляя бак, Вы, возможно, подумываете перейти на более экономичный автомобиль. Или, может быть, Вас беспокоит выброс выхлопов с парниковыми газами в атмосферу.
 
Автомобильная промышленность разработала технологию, которая поможет справиться с этими проблемами. Это гибридный автомобиль. На рынке представлено множество моделей гибридов, и большинство производителей уже заявили о намерении начать выпускать собственные варианты.
 
Как же устроен гибридный автомобиль? Что же такого находится под капотом, что делает гибрид экономичнее обычного автомобиля? И правда ли это, что при меньшем расходе у него меньше вредных выхлопов? В этой статье мы поможем Вам разобраться в том, как устроена эта технология, а также дадим Вам несколько советов по вождению гибрида для максимальной экономичности.
 
Многие люди пользовались каким-либо гибридом. Например, мопед (велосипед с мотором) является гибридным транспортным средством, т.к. бензиновый двигатель можно отключить и крутить педали. На самом деле, гибридные транспортные средства повсюду. Большинство локомотивов в поездах являются дизель-электрическими гибридами. В некоторых городах, например, Сиэтле, используются дизель-электрические автобусы, которые могут использовать электричество от проводов, а если над ними нет проводов, то могут ехать на дизельном топливе. Огромные горнодобывающие грузовики также зачастую являются дизель-электрическими гибридами. Подводные лодки тоже гибриды — некоторые ядерно-электрические, а некоторые дизель-электрические. Любое транспортное средство, в котором используется два и более источников энергии, которая непосредственно или косвенно обеспечивает тяговую мощность, является гибридом. Большинство существующих гибридных автомобилей являются бензин-электрическими, хотя французский производитель PSA Peugeot Citroen разрабатывает два дизель-электрических гибрида. Бензиновые гибриды стали очень популярными, поэтому в этой статье мы расскажем о них поподробнее.
 
Гибридные автомобили, такие как 2007 Honda Civic Hybrid,  были разработаны для экономии топлива и уменьшения выхлопа. 

 

  
Бензин и электричество
 
Бензин-электрические гибридные автомобили  являются нечто средним между автомобилем с бензиновым двигателем и электромобилем. Давайте рассмотрим несколько примеров для того, чтобы понять разницу между автомобилем с бензиновым двигателем и электромобилем.
 
В автомобиле с бензиновым двигателем установлен топливный бак, из которого бензин поступает в двигатель. Двигатель вращает трансмиссию, которая вращает колеса.
 
В электромобиле имеется комплект батарей, которые осуществляют подачу питания на электродвигатель. Двигатель вращает трансмиссию, которая вращает колеса.
 
Гибрид объединяет эти два подхода. Он рассчитан на снижение расхода топлива и вредных выхлопов бензинового двигателя, устраняя при этом недостатки электродвигателя.
 
Такой автомобиль должен соответствовать минимальным требованиям. 
 
·        Пробег между дозаправками должен быть не менее 300 миля (482 км)
·        Заправка должна быть быстрой и несложной
·        Соответствовать скорости движения потока
 
Автомобили с бензиновым двигателем соответствуют данным требованиям, однако загрязняют атмосферу и имеют очень высокий расход. Электромобили, в свою очередь, практически не загрязняют окружающую среду, однако полного заряда батарей хватает только на 50-100 миль (80-161 км). Проблема также заключается в том, что электромобили медленно, и их неудобно подзаряжать.
 
Бензин-электрический автомобиль объединяет оба типа в одну систему, которая использует как бензин, так и электричество.

 

Устройство бензин-электрического гибрида
 
Бензин-электрические гибриды включают следующие элементы:
 
·        Бензиновый двигатель — В гибридном автомобиле используется практически такой же бензиновый двигатель, как и в обычном. Однако двигатель гибрида меньше и в нем используются улучшенные технологии снижения выхлопа и расхода топлива.
·        Топливный бак — Топливный бак гибридного автомобиля является аккумулятором энергии для бензинового двигателя. Энергетическая плотность бензина значительно выше, чем у аккумулятора.             Например, для хранения энергии 1 л бензина (750 г) требуется 453 кг аккумуляторных батарей.
·        Электродвигатель — В гибридных автомобилях используются современные и сложные электродвигатели. Современная электроника позволяет использовать двигатель также в качестве генератора. Например, при необходимости, происходит потребление энергии аккумулятора для разгона автомобиля. Но также, работая в качестве генератора, электродвигатель может понизить скорость автомобиля и заряжать аккумулятор.
·        Генератор — Принцип действия генератора схож с электродвигателем, однако генератор работает только на выработку электроэнергии. В основном, он используется в последовательных гибридах.
·        Аккумуляторы — Аккумуляторы в гибридных автомобилях являются накопителем энергии для электродвигателя. В отличие от бензина в топливном баке, который может питать только бензиновый двигатель, электродвигатель может не только потреблять энергию, но и заряжать аккумуляторы.
·        Трансмиссия — Трансмиссия гибридного автомобиля выполняет те же функции, что и трансмиссия обычного автомобиля. В некоторых гибридных автомобилях, например, Honda Insight, установлены обычные трансмиссии. В других же, например, Toyota Prius, установлены совершенно другие.
 

 

Существуют различные комбинации источников энергии в гибридном автомобиле. Например, в т.н. параллельном гибриде используется топливный бак, питающий бензиновый двигатель и комплект аккумуляторов, питающих электродвигатель. Оба двигателя могут вращать трансмиссию одновременно, а трансмиссия, в свою очередь, вращает колеса.
 
В последовательном гибриде бензиновый двигатель вращает генератор, а генератор либо заряжает аккумуляторы, либо питает электродвигатель, вращающий трансмиссию. Таким образом, в данном типе гибрида, бензиновый двигатель не принимает непосредственного участия во вращении колес.
 
 
Конструкция гибридного автомобиля предусматривает использование двух источников энергии для повышения экономичности и производительности. В следующем разделе статьи мы расскажем о производительности гибридного автомобиля.

 
К.п.д. гибридного автомобиля
 
Ключевой особенностью гибридных автомобилей является то, что в них используются гораздо меньшие бензиновые двигатели, чем в обычных автомобилях, но при этом они более производительные. Во многих автомобилях используются довольно большие двигатели для обеспечения достаточной мощности при разгоне. Однако в небольшом двигателе к.п.д. можно увеличить за счет использования меньших, облегченных деталей, сокращения количества цилиндров и работы двигателя с практически максимальной нагрузкой.
 
Существует несколько причин, почему у небольших двигателей к.п.д. выше, чем у больших:
 
·        Большие двигатели тяжелее небольших, поэтому автомобиль затрачивает дополнительную энергию при разгоне и подъеме.
·        Поршни и другие детали значительно тяжелее, что требует затраты дополнительной энергии при их движении в цилиндре.
·        Рабочий объем цилиндров больше, следовательно, для каждого цилиндра требуется больше топлива.
·        В больших двигателях обычно установлено больше цилиндров, и в каждом цилиндре сгорает топливо при запуске двигателя, даже если автомобиль стоит на месте.
 
Это объясняет, почему у двух автомобилей одной модели с разным объемом двигателя разный расход. При движении обоих автомобилей по шоссе с одинаковой скоростью, меньше энергии затрачивает тот, у которого меньше объем двигателя. Обоим двигателям необходимо одинаковое количество мощности для движения автомобиля, но меньший двигатель затрачивает меньше мощности на преодоление собственной массы. Но как двигатель меньшего объема может производить столько же мощности, сколько и более мощные автомобили?
 
Давайте сравним Chevrolet Camaro с большим 8-цилиндровым двигателем и гибридный автомобиль с небольшим бензиновым и электрическим двигателем. Двигатель Camaro более мощный, чем требуется при езде в общем потоке. Двигатель гибрида обладает достаточной мощностью для движения автомобиля по шоссе, но если нужно увеличить скорость, то ему требуется дополнительная помощь. Эту помощь оказывают электродвигатель и аккумулятор, которые обеспечивают дополнительную мощность.
 
Объем двигателя обычного автомобиля рассчитан на использование максимальной мощности (например, когда Вы полностью выжимаете педаль газа). На самом же деле, большинство водителей используют максимальную мощность автомобиля реже 1% всего времени. В гибридах используется меньший двигатель, который рассчитан на среднее потребление мощности, а не на максимальные нагрузки.

 
Снижение расхода топлива
 
Помимо небольшого, но более производительного двигателя, в современных гибридах используются и другие способы понижения расхода топлива. Некоторые из этих способов могут снизить расход для любого автомобиля, а некоторые подходят только для гибридов. Для максимальной экономии топлива гибридный автомобиль:
 
Восстанавливает энергию и хранит ее в аккумуляторе — Каждый раз, когда Вы нажимаете на педаль тормоза, автомобиль расходует энергию. Чем быстрее движется автомобиль, тем большей кинетической энергией он обладает. При торможении автомобиль расходует энергию, переводя ее в тепло. Гибридный автомобиль может использовать часть этой энергии и накапливать в аккумуляторе для дальнейшего использования. Это происходит за счет рекуперативного торможения. В этом случае вместо простого торможения, электродвигатель также замедляет движение автомобиля. При этом электродвигатель работает в качестве генератора и заряжает аккумуляторы при торможении автомобиля.
Иногда отключает двигатель — Гибридному автомобилю не всегда требуется использовать бензиновый двигатель, т.к. он может использовать другой источник энергии — электродвигатель и аккумуляторы.  Таким образом, гибридный автомобиль может иногда отключать бензиновый двигатель, например, при остановке на светофоре.
Улучшенная аэродинамика для снижения сопротивления — Когда Вы едете по шоссе, большая часть мощности двигателя уходит на преодоление сопротивления воздуха. Эта сила также называется аэродинамическое сопротивление. Сопротивление может быть снижено различными способами. Например, можно уменьшить площадь лобовой поверхности автомобиля. При этом большому внедорожнику приходится оказывать сопротивление большей площади, чем компактному спортивному автомобилю.
Использование шин с низким сопротивлению качению — Большинство автомобильных шин предназначены для обеспечения спокойной езды без шума и хорошего сцепления с дорогой в любую погоду. Но они редко рассчитаны на снижение расхода. В действительности же, именно шины вызывают наибольшее сопротивление при езде. В гибридных автомобилях используются специальные более жесткие шины, которые накачены под более высоким давлением, чем обычные. В результате, они снижают сопротивление качению вдвое.
Использование более легких материалов — Снижение общей массы автомобиля помогает уменьшить расход топлива. Легкие автомобили расходуют меньше энергии при разгоне или движении в гору. Для снижения массы могут быть использованы такие композитные материалы, как углепластик или легкие металлы, например, алюминий или магний.
 

Во всех современных гибридных автомобилях применяются вышеописанные способы снижения расхода. Далее мы подробнее расскажем о Honda Insight и Toyota Prius.
 
Несмотря на то, что оба автомобиля являются параллельными гибридами, у них есть свои отличия. У Honda Insight и Toyota Prius установлены бензиновые двигатели, электродвигатели и аккумуляторы, но на этом, пожалуй, все сходства заканчиваются. Давайте начнем с Honda Insight.
 

 
 
Honda Insight
 
Honda Insight была представлена в США в 2000 г. Автомобиль был сконструирован специально для максимального снижения расхода топлива. Несмотря на то, что Honda больше не выпускает Insight, этот автомобиль остается хорошим примером гибрида.
 
Honda сделала все возможное для максимального снижения расхода. Insight — это небольшой, легкий двухместный автомобиль с маленьким, но мощным бензиновым двигателем. Согласно Управлению по охране окружающей среды США, у Insight самые высокие показатели топливной экономичности из всех гибридов, представленных на рынке.
 
Honda Insight представляет собой упрощенный параллельный гибрид. Электродвигатель сопрягается с бензиновым двигателем там, где обычно располагается маховик. Honda назвала данную разработку «комбинированный электроусилитель двигателя». В Insight устанавливается либо обычная 5-ступенчатая механическая трансмиссия, либо автоматическая бесступенчатая трансмиссия CVT (вариатор).
 
Электродвигатель Insight обеспечивает экономию топлива:
 
·        Содействует работе бензинового двигателя, обеспечивая дополнительную мощность при разгоне и движении в гору
·        Обеспечивает рекуперативное торможение для накопления энергии, выделяемой при торможении
·        Запускает двигатель, заменяя стартер
 
Однако электродвигатель не может приводить машину в движение самостоятельно, для этого необходимо, чтобы работал бензиновый двигатель.
 
Honda использовала все вышеперечисленные способы снижения расхода топлива. Но в Insight производитель опирался на три основных момента:
 
·        Снижение массы — Несмотря на то, что автомобиль и так небольшой, кузов изготовлен из алюминия для дополнительного снижения массы. Благодаря сниженной массе, стало возможным использование небольшого двигателя, к.п.д. которого соответствует обычным автомобилям. Insight весит менее 1.900 фунтов (862 кг), что на 500 фунтов (227 кг) меньше, чем масса самого легкого автомобиля компании Honda Civic.
·        Использование небольшого, но производительного двигателя — Масса двигателя Insight объемом 1.0 л составляет всего 124 фунта (56 кг), а его мощность 67 л.с. при 5.700 об/мин. В двигателе используется система Honda VTEC (электронная система газораспределения с автоматически изменяемыми фазами клапанов), а также технология, основанная на использовании бедной смеси. Расход топлива Insight составляет 3,9 л/100 км по городу и 3,5 л/100 км по шоссе. Помимо этого, благодаря дополнительной мощности электродвигателя, автомобиль может разгоняться от 0 до 100 км/ч за 13 секунд.
При работающем электродвигателе, мощность Insight составляет 73 л.с. при 5.700 об/мин. Если сравнить с показателями только бензинового двигателя, то получается, что электродвигатель увеличивает мощность всего на 6 л.с. Но максимальных показателей электродвигатель достигает на низких оборотах бензинового двигателя. Мощность электродвигателя Insight составляет 10 кВт (около 13 л.с.) при 3.000 об/мин.
·        It’s the peak torque numbers that really tell the story. Без электродвигателя, крутящий момент Insight составляет 89,5 Н*м при 4.800 об/мин. С электродвигателем, крутящий момент Insight составляет 107 Н*м при 1.500 об/мин. Таким образом, электродвигатель увеличивает крутящий момент на низких оборотах, когда не справляется бензиновый двигатель. Такое решение позволяет Honda Insight иметь маленький двигатель с показателями большого.
 
·        Улучшенная аэродинамика — Honda Insight имеет классический дизайн, автомобиль выполнен в форме капли: задняя часть автомобиля уже передней.   Задние колеса частично закрыты кузовом для придания более обтекаемой формы, а днище закрыто пластиковыми панелями. Благодаря этому, коэффициент волочения составляет всего 0,25, что делает Honda Insight одним из самых аэродинамичных автомобилей на рынке.
 

 
Садясь за руль, Вы понимаете, что Insight не очень сильно отличается от обычных автомобилей. При разгоне бензиновый двигатель выполняет большую часть работы. При быстром разгоне, подключается электродвигатель для увеличения мощности.
 
При езде по шоссе, бензиновый двигатель выполняет большую часть работы. Когда Вы нажимаете на тормоз или отпускаете педаль газа, электродвигатель включается для накопления энергии и подзарядку аккумуляторов. Вам не нужно подключать Insight к розетке, электродвигатель генерирует энергию, необходимую для заряда аккумуляторов.
 
Следует отметить, что в Insight механическая трансмиссия отделена от бензинового и электрического двигателей муфтой сцепления. Это значит, что если Вы из тех водителей, которые любят выжимать сцепление или переключать на нейтральную передачу при замедлении хода, рекуперативное торможение происходить не будет. Для накопления энергии автомобиль должен быть на передаче.
 
Теперь мы предлагаем ознакомиться с Toyota Prius. Prius значительно отличается от Insight.

 
Toyota Prius
 
Toyota Prius была представлена в Японии в конце 1997 г. и сконструирована для снижения вредных выбросов в городах. Для выполнения поставленной задачи Toyota создала силовой агрегат для параллельных гибридов, который получил название Toyota Hybrid System (THS). Новая конструкция обладала некоторыми преимуществами последовательного гибрида. Prius соответствует стандарту Калифорнии SULEV (автомобиль с максимально низким выбросом вредных веществ). Автомобиль представляет собой четырехдверный седан, силовой блок обеспечивает скорость выше 15 миль/ч (24 км/ч) только за счет электродвигателя. Это способствует снижению расхода при езде по городу, но не по шоссе. Prius получил награду Лучший автомобиль Северной Америки 2004.
 
В отличие от Honda, Toyota сосредоточила свое внимание на силовом блоке для достижения поставленных целей по снижению выбросов и расхода. Prius весит 2.900 фунтов (1.315 кг), при этом размер салона и багажника такие же, как у Toyota Corolla. 
 
В Prius используются два основных способа увеличения к.п.д. и снижения выбросов:
 
·        Двигатель работает только в том диапазоне оборотов и нагрузок, который обеспечивает максимальную экономичность — Для снижения выхлопа, Prius разгоняется до 15 миль/ч (24 км/ч) за счет электродвигателя. Бензиновый двигатель подключается только при достижении определенного порога скорости. После этого бензиновый двигатель работает только в узком диапазоне частот.
 
·        Трансмиссия с разветвлением потоков мощности — Бензиновый двигатель можно отрегулировать для более эффективной работы в определенном диапазоне оборотов и нагрузки. Трансмиссия с разветвлением потоков мощности в Prius позволяет двигателю работать в диапазоне оборотов и нагрузки, который обеспечивает максимальной экономии топлива.
 
Toyota разработала для Prius объемом 1,5 л для работы с максимальной скоростью всего 5000 об/мин, при этом его мощность составляет 76 л.с. Низкая максимальная скорость двигателя позволяет использовать более легкие компоненты, которые также снижают расход.
 
Мощность электродвигателя Prius составляет 67 л.с. при 1.200 — 1.540 об/мин. Крутящий момент при 0 — 1.200 об/мин составляет 400 Н*м, что более, чем достаточно для движения автомобиля без помощи бензинового двигателя.

  
Преимущества гибридного автомобиля
 
У Вас может возникнуть вопрос: зачем создавать такой сложный автомобиль, если большинство водителей устраивают их обычные машины? Ответ прост: для снижения выхлопа и расхода топлива. На самом деле, эти две задачи тесно связаны.
 
Давайте в качестве примера рассмотрим стандарт на содержание отработавших газов Калифорнии, в котором указаны нормы по составу выхлопа на территории Калифорнии. Содержание вредных веществ обычно указывается в граммах на километр (г/км). Например, для малотоксичных транспортных средств (LEV) стандарт допускает выброс 5,4 г/км моноксида углерода (угарного газа). Ключевым аспектом данного стандарта является то, что нормы не зависят от расхода топлива автомобиля. Если у одного автомобиля расход в два раза больше, чем у другого, то и выброс вредных веществ у него будет в два раза больше. Дополнительный выхлоп вредных веществ устраняется при помощи оборудования для контроля выбросов в атмосферу. Благодаря снижению расхода топлива можно снизить выброс.
 
Двуокись углерода(CO2) также содержится в выхлопе. Его содержание не контролируется правительством США, однако ученые считают, что данный газ способствует глобальному потеплению. Вследствие отсутствия контроля, в автомобилях не используются устройства для устранения СО2 из выхлопа. Если у одного автомобиля расход в два раза больше, чем у другого, то и выброс СО2 в атмосферу у него будет в два раза больше.
 
Производители автомобилей в США стремятся снизить расход топлива еще по другой причине. Согласно законодательству, их продукция должна соответствовать Закону о среднем расходе топлива автомобилями, выпускаемыми корпорацией (CAFE). Согласно действующим стандартам, средний расход всех продаваемых новых автомобилей должен составлять 27,5 миль/галлон (8,55 л/100 км). Это значит, что если производитель продает 1 гибрид с расходом 60 миль/галлон (3,92 л/100 км), он также может продать 4 дорогих автомобиля класса люкс с расходом 20 миль/галлон (11,76 л/100 км).
 
Каждый должен знать способы снижения расхода топлива. На следующей странице мы расскажем, как сократить расход топлива Вашего гибрида (или обычного автомобиля).

Источник: https://auto.howstuffworks.com/hybrid-car.htm

Особенности гибридного автомобиля — как работает в теории

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

Начало движения

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

Движение

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

Разгон

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

Торможение

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

Особенности работы

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

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

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


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

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

Что такое гибридный автомобиль и как он работает?

Гибридные электромобили входят в число всемирно известных автомобилей. Комбинация любых двух элементов называется гибридом. Двигатель очень важен для каждой машины. Потому что двигатель преобразует мощность топлива в движение автомобиля. Гибридный электромобиль зависит от двух источников энергии, и наиболее распространенным методом является использование двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя.

В отличие от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, гибридный электромобиль имеет батареи, которые обеспечивают и приводят в действие электродвигатели, в дополнение к топливному баку, который обеспечивает питание двигателя внутреннего сгорания.Есть несколько способов упаковать и зарядить аккумуляторную батарею двигателя. Еще один интересный аспект гибридного автомобиля — максимальная эффективность. Один из способов достижения этой цели — замедление, торможение, восстановление питания и сохранение заряда в аккумуляторе.

Два двигателя гибридного электромобиля вращают колеса согласованно друг с другом. Это улучшает топливную экономичность и снижает сжигание бензина. Гибридные автомобили обладают преимуществами более низкого уровня выбросов и лучшей топливной экономичности по сравнению с обычными автомобилями.Гибридный двигатель обеспечивает лучшую топливную экономичность и мощность по сравнению с другими типами двигателей. Когда гибридный автомобиль движется или тормозит, он создает избыточную энергию для зарядки аккумуляторной батареи двигателя. Во-вторых, этот процесс также помогает увеличить запас хода или эффективность топлива.

Автомобильные инженеры разрабатывают и продают гибридные автомобили с конца 19 века. Однако он остается непопулярным на рынке из-за дороговизны серийного производства. Однако автопроизводители продолжают исследовать и разрабатывать новые гибридные технологии, чтобы соответствовать строгим стандартам выбросов.

Принцип работы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили питаются как минимум от двух типов источников энергии. В первом гибридном автомобиле для питания генератора использовался стационарный газовый двигатель. Этот генератор передавал электрическую энергию на электродвигатель, установленный на ступице переднего колеса. В 1901 году Фердинанд Порше изобрел этот гибридный автомобиль.

Этот принцип известен как «последовательный гибрид» и преобразует мощность одного источника в мощность другого, и эта мощность управляет автомобилем.

Последовательные гибридные системы передачи энергии очень популярны на кораблях и локомотивах. Атомная подводная лодка — образец серийного гибридного автомобиля. Ядерные реакторы производят тепло, которое приводит в движение паровые турбины, которые затем приводят в действие генераторы. Тепловоз — это гибридный автомобиль. Дизельные двигатели приводят в действие генераторы, приводящие в действие электродвигатели в колесах. В настоящее время этот метод используется, потому что гораздо легче управлять транспортным средством на электроэнергии, чем получать чистую энергию от ядерного реактора или большого двигателя Дильса.Кроме того, в поездах ходят сотни тонн веса, и для их движения обязательно наличие безмуфтовой трансмиссии.

В настоящее время почти все гибридные автомобили являются параллельными гибридами, а не серийными гибридными автомобилями. Трансмиссия гибридного автомобиля Toyota оснащена двигателем внутреннего сгорания (IC) и двумя электродвигателями, которые также можно использовать в качестве генератора. Эти электродвигатели двигателя заряжают аккумуляторные батареи двигателя. В противном случае энергия будет потрачена впустую, например, при поломке машины.Таким образом, эта энергия хранится в относительно небольшой батарее, которой достаточно для питания трансмиссии или проезда автомобиля примерно на милю по мере необходимости. Следовательно, гибридные автомобили Toyota могут работать только на электричестве; они также могут работать с двигателями внутреннего сгорания или и тем, и другим. Однако единственным источником энергии для автомобилей является топливо.

Следовательно, для гибридных автомобилей требуется топливо. По сравнению с автомобилем, в котором используется только двигатель внутреннего сгорания, он может потреблять энергию торможения и расходовать меньше топлива. Гибридные автомобили могут оптимизировать двигатель внутреннего сгорания, который потребляет гораздо меньше топлива (и требует некоторых дополнений к нормальному вождению).

Так называемый Plug-in Hybrid (PHEV) является расширением концепции параллельного гибрида. Он имеет большую батарею, которая позволяет транспортному средству проехать около 25 миль только на электричестве или со скоростью до 80 км / ч. Тормозное усилие не может зарядить аккумулятор этого автомобиля, поэтому его необходимо заряжать с помощью зарядного устройства переменного тока.

Типы гибридных автомобилей

Автопроизводители используют различные гибридные конструкции для достижения максимальной топливной экономичности или снижения цены гибридного автомобиля на минимально возможном уровне.Есть разные типы гибридных автомобилей. Известные типы подробно описаны ниже.

1) Параллельно-гибридный

Parallel Hybrid входит в состав самых известных типов гибридных электромобилей. Этот дизайн очень известен. Параллельные гибриды используют как двигатель внутреннего сгорания, так и электрический двигатель для выработки мощности и управления автомобилем. Эти двигатели могут работать вместе или использоваться в качестве основного источника энергии, и другие силы могут действовать, если требуется дополнительная мощность, например, при обгоне, подъеме на холм и т. Д.Оба источника питания называются «параллельными», потому что они подключены параллельно трансмиссии или коробке передач. Примеры параллельных гибридных автомобилей: Hyundai Sonata, Toyota Prius, Honda Accord, Toyota Camry и т. Д.

2) Серия Гибрид

В этом типе гибридных автомобилей в гибридной серии также используются электродвигатель и бензиновый / бензиновый двигатель. Но в этом случае двигатель внутреннего сгорания не управляет автомобилем, а вырабатывает электрическую энергию для зарядки аккумулятора.Этот заряженный аккумулятор автомобиля обеспечивает питание электродвигателя, который передает эту энергию колесам. Chevrolet Volt, Ford Fusion, Kia Optima и BMW i3 являются примерами серийных гибридных автомобилей.

3) Подключаемый гибридный

Подключаемый к электросети гибридный автомобиль позволяет традиционным гибридным автомобилям иметь более мощные батареи, которые необходимо заряжать. Как правило, в этих гибридных автомобилях для зарядки аккумулятора используется розетка на 110 В, как и в случае с электромобилем.Эти гибридные автомобили используют двигатели внутреннего сгорания и могут работать после полной зарядки, что значительно повышает топливную экономичность автомобиля. Volvo XC40 Recharge Plug-in Hybrid, Hyundai Ioniq Plug-in Hybrid и BMW 330e являются примерами подключаемых гибридных электромобилей.

4) Двухрежимные гибридные автомобили

Эти типы гибридной конструкции работают двумя разными способами. В первом режиме он работает как обычный гибридный автомобиль. В режиме 2 nd вы можете адаптировать конструкцию к различным требованиям двигателя для конкретной задачи автомобиля.

5) Мягкий гибрид

В последние годы стоимость производства гибридных транспортных средств с высокой эффективностью стала очень высокой. Автомобильные компании разрабатывают новые планы по доведению гибридных технологий до обычного человека. Автомобильные компании приняли мягкую гибридную конструкцию, чтобы соответствовать стандартам выбросов и немного повысить эффективность топлива без значительного увеличения затрат. В этом типе гибридного транспортного средства электродвигатель помогает бензиновому или бензиновому двигателю повысить производительность, повысить топливную экономичность или и то, и другое.Он также используется в качестве стартера для функций автоматической остановки или запуска, которые снижают расход топлива за счет выключения двигателя, когда автомобиль находится в неподвижном состоянии, и уменьшения расхода топлива. Baleno, Ciaz и Maruti Suzuki Ertiga являются примерами мягких гибридных автомобилей.

Компоненты гибридного электромобиля

Трансмиссия: Этот компонент гибридного автомобиля приводит в движение колеса, передавая механическую энергию от тягового или электродвигателя.

Тяговый аккумулятор: Это устройство экономит электроэнергию для использования тяговыми двигателями.

Тепловая система (охлаждение): Эта система может поддерживать подходящий диапазон рабочих температур для силовой электроники, электродвигателей, гибридных двигателей и других деталей.

Контроллер силовой электроники: Это устройство обеспечивает поток электроэнергии, подаваемый тяговой батареей, и регулирует скорость тягового двигателя и его крутящий момент.

Двигатель внутреннего сгорания (принудительное зажигание): В двигателе внутреннего сгорания топливо впрыскивается внутрь камеры сгорания или во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом, и воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой, создаваемой искрой. затыкать.

Топливный бак (бензин): В топливном баке автомобиля хранится бензин до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Топливный фильтр: Дозирующая форсунка подключается к баку автомобиля для заполнения топливного бака.

Выхлопная система: Выхлопная система отводит выхлопные газы двигателя из выхлопной трубы через выхлопную трубу. Разработайте трехкомпонентный каталитический нейтрализатор для снижения выбросов двигателя в выхлопные системы.

Электрический тяговый двигатель: Эта часть автомобиля с гибридным двигателем использует мощность тяговой аккумуляторной батареи, и этот двигатель приводит в движение колеса автомобилей.В некоторых автомобилях используется мотор-генератор, который выполняет как регенерацию, так и роль вождения.

Генератор : Это устройство вырабатывает электроэнергию от колес, которые вращаются при торможении, и возвращает эту энергию тяговой батарее. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как привод, так и регенерацию.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Этот компонент гибридного электромобиля заменяет источник постоянного тока высокого напряжения с тягового аккумулятора на источник постоянного тока низкого напряжения, необходимый для питания аксессуаров транспортного средства и зарядки вспомогательных аккумуляторов.

Аккумулятор (вспомогательная аккумуляторная батарея): В электромобилях вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает питание для запуска транспортного средства перед активацией тягового аккумулятора и обеспечивает питание автомобильных аксессуаров.

Лучшие гибридные автомобили 2021 года

Ниже представлены лучшие гибридные автомобили 2021 года.

  1. Chevy Bolt EV
  2. Автомобиль
  3. Hyundai Kona Electric
  4. Тойота Королла
  5. Honda Insight
  6. Автомобиль
  7. Hyundai Ioniq
  8. Автомобиль
  9. Hyundai Elantra
  10. Автомобиль
  11. Honda CR-V
  12. Модель
  13. Honda Accord
  14. Автомобиль
  15. Hyundai Sonata
  16. Тойота Камри
  17. Тойота РАВ4
  18. Автомобиль
  19. Ford Mustang Mach-E

1) Chevy Bolt EV

Chevy Bolt EV 2021 не так привлекателен, как Tesla Model 3, и не так привлекателен, как Hyundai Kona Electric.Его популярные стандартные характеристики, вместительный салон и тихая езда делают его привлекательным вариантом для рядовых покупателей бренда. Этот гибридный автомобиль имеет запас хода около 417 километров, и его нельзя недооценивать. Функция быстрой зарядки может увеличить запас хода на 161 километр за 30 минут.

2) Hyundai Kona Electric

Чтобы не отставать от все большего количества электромобилей на рынке, Hyundai Motor заменила бензиновый двигатель внедорожника Kona аккумулятором и электродвигателем, создав «Kona Electric 2021».Этот компромисс делает электромобили привлекательными благодаря мощным характеристикам, привлекательному обаянию вождения и полностью электрическому запасу хода до 415 километров. Различия в стилях имеют характерные колеса и решетку радиатора, но уникальный внешний вид Kona Electric ничем не уступает обычной версии. Конкурентные электромобили, такие как Kia Niro EV, Tesla Model 3 и Chevrolet Volt, предлагают те же функции. Тем не менее, начальные цены на автомобили Hyundai и непревзойденные гарантии делают их одними из самых разумных вариантов в этом секторе автомобильных соревнований.

3) Honda Insight

Honda Insight 2021 — это экономичный гибридный автомобиль, который функционирует и выглядит почти так же, как традиционный компактный автомобиль. Он имеет много общих частей с популярным седаном Honda Civic и предлагает такие же комфортные ощущения от вождения и просторный практичный салон. Основное отличие — комбинация электродвигателя и бензинового двигателя, обеспечивающая нетрадиционную мощность во имя эффективности. Эти гибридные системы идеально подходят для повседневной езды, но при ускорении могут издавать шум.Тем не менее, Honda Insight 2021 с меньшей премией и меньшим расходом топлива по сравнению с Civic делает его хорошим вариантом для покупателя.

4) Тойота Королла

Цена модели Toyota Corolla 2021 все еще слишком низкая по сравнению с некоторыми другими гибридными автомобилями. Он по-прежнему сохраняет свои традиции создания хорошо оборудованных небольших автомобилей с заботой о безопасности. Эта маленькая Toyota, доступная в четырехдверных хэтчбеках или седанах, может предложить самые разные личности.Оба варианта кузова оснащены уникальным 4-цилиндровым двигателем, а также предлагают очень скромную гибридную трансмиссию. Corolla может быть оснащена механической коробкой передач и спортивной подвеской для желающих водить машину. Но он все еще не так интересен, как большинство его конкурентов (например, Mazda3 и Honda Civic).

Toyota Corolla 2021 года — не самая привлекательная маленькая машина, но, тем не менее, это эффективный и стильный вариант.

5) Hyundai Elantra

Hyundai известен своим смелым дизайном и компактным седаном компании Elantra 2021 года.Это последняя новинка со смелым внешним видом. Новая Elantra отличается угловатыми деталями и кабиной премиум-класса, которые призваны отвлечь внимание от таких крупных автомобилей, как Nissan Sentra, Toyota Corolla и Honda Civic. В то время как стандартная трансмиссия представляет собой 4-цилиндровый двигатель мощностью 147 л.с., Hyundai также предлагает модель N-Line с турбонагнетателем на 201 л.с. и доступной гибридной трансмиссией.

6) Hyundai Ioniq

Hyundai Ioniq 2021 нельзя назвать ни захватывающим, ни ярким.В отличие от этого небольшой хэтчбек имеет гибридные и подключаемые гибридные приводы, в которых приоритет отдается эффективности.

7) Honda CR-V

автомобилей Honda CR-V 2021 входят в число самых привлекательных автомобилей 2021 года. Honda CR-V 2021 славится смелым дизайном. Автомобили Honda CR-V предлагают привлекательный и просторный салон, а их отличные решения для хранения делают идеальное решение для мышей и вождения по дорогам.

Разница между гибридными и электрическими автомобилями
Технические характеристики Электромобили Гибридные автомобили
Топливо Этим автомобилям для движения требуется электричество, которое обеспечивается аккумуляторной батареей (DC). Гибридный автомобиль использует для движения как топливо (бензин или дизельное топливо), так и электричество.
Зарядка Батарею необходимо заменить вручную. Батарею не нужно менять вручную.
Цена У него завышенная цена. Цена гибридного автомобиля практически равна стоимости автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
Выхлоп выхлопных газов. Эти автомобили выделяют меньше выхлопных газов, чем гибридные автомобили и автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Гибридные автомобили выделяют больше выхлопных газов, чем электромобили.
Выбросы топлива Его топливная экономичность зависит от диапазона заряда аккумулятора. Его топливная эффективность зависит от комбинации диапазона аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель В этих автомобилях используется только электрический двигатель. В этих автомобилях используются двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели.

Каков принцип гибридного автомобиля?

Гибридные автомобили — это первый шаг к переходу на электромобиль, когда дело касается транспорта.Чтобы снизить уровень загрязняющих выбросов, производимых двигателями внутреннего сгорания, у них есть электродвигатель, который заменяет или поддерживает бензиновый или дизельный двигатель в зависимости от того, как он используется. Существует несколько различных типов гибридных автомобилей со своими преимуществами и методами работы.

Различные типы гибридных автомобилей

Легкие гибридные автомобили

Легкие гибридные автомобили являются лишь частично гибридными и могут снимать некоторую нагрузку со стороны двигателя внутреннего сгорания для снижения расхода топлива.В этих автомобилях есть небольшая батарея, которая может обеспечивать резервное копирование двигателя внутреннего сгорания, но эта технология не поддерживает вождение на электричестве.

Поскольку при движении автомобиля расходуется больше всего энергии, такая низкоуровневая гибридизация может снизить расход топлива при движении по городу (на 5–10%). Он заряжается кинетической энергией, возникающей при торможении и замедлении, что делает его автономной системой, которую не нужно заряжать от розетки.

Однако до сих пор он демонстрировал ограниченные характеристики, а экономия на выбросах CO2 невысока.

Гибридные автомобили

Гибридный автомобиль (или HEV, сокращенно от Hybrid Electric Vehicle), имеет аккумулятор с достаточной емкостью, чтобы проехать несколько километров в полностью электрическом режиме. Как и у мягкого гибрида, аккумулятор этого автомобиля заряжается за счет преобразования кинетической энергии, выделяющейся при торможении и замедлении. При езде по городу это позволяет электродвигателю регулярно заменять двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, водитель экономит топливо, наслаждаясь поездкой без шума и вибрации двигателя — качества, уникальные для электромобиля.

Модели последнего поколения предлагают более динамичные и гибкие характеристики, как и новая линейка гибридных автомобилей Renault E-TECH с интеллектуальной многорежимной коробкой передач, позволяющей легко переключаться между режимами.

Например, новые гибриды Renault E-TECH могут ездить в полностью электрическом режиме до 80% их пробега в городе. А их расход топлива при езде по городу примерно на 40% ниже, чем у аналогичного автомобиля с бензиновым двигателем.

Перезаряжаемые гибридные автомобили

Перезаряжаемый гибридный автомобиль (или PHEV, сокращенно от Plug-in Hybrid Electric Vehicle), немного ближе к полностью электрическому транспортному средству с аккумулятором большей емкости (9.8 кВтч для линейки Renault PHEV). Перезаряжаемый гибридный автомобиль подключается к подходящей домашней розетке или общественной точке зарядки, чтобы «заправиться» электричеством. Эта способность заряжаться от сети дает ему полный запас хода в несколько десятков километров.

Перезаряжаемые гибридные автомобили идеально подходят, например, для всех еженедельных поездок по городу в полностью электрическом режиме, без использования ископаемого топлива и, следовательно, без выбросов *. Преимущества очевидны как для окружающей среды, так и для вашего кошелька! В длительных поездках перезаряжаемый гибридный двигатель ведет себя как обычный гибридный двигатель, поскольку автомобиль запускается от электричества и частично работает в электрическом режиме.

Благодаря моделям PHEV и их способности заряжаться от сети, водители делают большой шаг к переходу на полностью электрические.

Итак, как это работает в общих чертах? В отличие от мягкого гибрида, электродвигатель гибридного автомобиля или перезаряжаемого гибридного автомобиля фактически используется для поворота колес, чтобы обеспечить даже полностью электрическое вождение. Автомобили HEV и PHEV имеют тяговую батарею (в дополнение к обычной батарее автомобиля с двигателем внутреннего сгорания), которая используется только для питания электродвигателя.
Во время пуска и разгона электродвигатель гибрида и перезаряжаемого гибрида с его мгновенным крутящим моментом заменяет двигатель внутреннего сгорания и делает транспортное средство более отзывчивым.

Какой бы ни была степень гибридизации, электродвигатель действует как генератор, который заряжает аккумулятор, в то время как автомобиль замедляется во время замедления и торможения . Благодаря этой бесплатной энергии снижается расход топлива, что соответственно снижает эксплуатационные расходы.
Перезаряжаемые гибридные модели также имеют тяговую батарею большей емкости. Автомобиль можно подключить к электросети для зарядки аккумулятора и тем самым увеличить запас хода в полностью электрическом режиме.

Преимущества гибридного автомобиля

Комбинируя электродвигатель с двигателем внутреннего сгорания, гибридные автомобили могут снизить выбросы при эксплуатации * и потребление ископаемого топлива на 5–40% в зависимости от уровня гибридизации. Гибридные и перезаряжаемые гибридные автомобили также имеют то преимущество, что они не имеют шума двигателя, а также обладают динамичным, но расслабляющим ощущением от вождения в электрическом режиме.
Помимо этих основных качеств, мы можем добавить интеллектуальное управление энергопотреблением с помощью различных калькуляторов, которые оптимизируют урожайность автомобиля в режиме реального времени и обеспечивают наилучшую производительность в любых условиях.
Кроме того, в гибридных автомобилях Renault воплощены все знания и ноу-хау номер 1 в Европе на рынке электромобилей.

Сравнение гибридных автомобилей с электромобилями

Помимо того, что гибриды в меньшей степени зависят от зарядных устройств для преодоления больших расстояний, они также оснащены высокопроизводительным газовым двигателем, отвечающим последним экологическим стандартам.
Что касается полностью электрического автомобиля, в любой поездке на него можно положиться, поскольку он обладает полной мощностью при запуске, мощным устойчивым ускорением и динамичным плавным управлением, и все это без шума двигателя.

* Отсутствие выбросов CO2 в атмосферу и загрязняющих веществ во время движения (за исключением изнашиваемых деталей)

Авторские права: He & Me, Jean-Brice LEMAL, Olivier MARTIN-GAMBIER.

Читайте также

Электромобиль

Различные способы хранения энергии

10 июня 2021

Посмотреть больше

Электромобиль

Все, что нужно знать о подключаемом к сети гибридном автомобиле

10 июня 2021

Посмотреть больше

Электромобиль

Все, что нужно знать о зарядке гибридного автомобиля

09 июня 2021

Посмотреть больше

Типы электромобилей и принципы работы

Типы электромобилей

Различные типы электромобилей постоянно меняются и развиваются, предоставляя пользователям и потенциальным пользователям возможность выбора.Сегодня мир все больше знаком с терминами BEV, HEV, PHEV и FCEV. Как работает электромобиль? Как работает электромобиль, зависит от его типа. В этой статье мы кратко обсудим типы и принципы работы электромобилей или транспортных средств, продаваемых сегодня в мире и Индонезии.

Электромобиль — это транспортное средство, которое полностью или частично приводится в движение электродвигателями с использованием энергии, хранящейся в перезаряжаемых батареях. Первые практичные электромобили были произведены в 1880-х годах.Электромобили были популярны в конце 19 — начале 20 века. Инновации и передовые разработки в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и массовое производство более дешевых автомобилей с бензиновым двигателем привели к сокращению использования электромобилей.

———————————————

Развитие технологий накопления энергии, особенно аккумуляторных, в настоящее время снова делает электромобили более популярными. Так как же на самом деле работает электромобиль?

Как работает электромобиль? — Общий

Когда педаль автомобиля нажата, то:

  • Контроллер принимает и регулирует электрическую энергию от батарей и инверторов
  • С установленным контроллером инвертор затем отправляет определенное количество электроэнергии на двигатель (в зависимости от глубины нажатия на педаль)
  • Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую (вращение)
  • Вращение ротора двигателя вращает трансмиссию, поэтому колеса вращаются, а затем автомобиль движется.

Примечание. Вышеуказанный принцип работы относится к аккумуляторным электромобилям (BEV).

———————————————

Типы электромобилей

Существует 4 (четыре) типа электромобилей со следующей структурой:

  • Аккумулятор для электромобиля (BEV)
  • Гибрид
    • Гибридный электромобиль (HEV)
    • Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)
  • Электромобиль на топливных элементах (FCEV)

Вкратце, системную архитектуру четырех типов электромобилей, указанных выше, можно увидеть на следующем рисунке:

Более подробное объяснение вы можете прочитать ниже.

———————————————

Аккумулятор для электромобиля (BEV)

Электромобиль с аккумулятором (BEV), также называемый полностью электромобилем (AEV), полностью работает от аккумулятора и электропривода. Электромобили этого типа не имеют ДВС. Электричество хранится в большой аккумуляторной батарее, которая заряжается от электросети. Аккумуляторная батарея, в свою очередь, обеспечивает питание одного или нескольких электродвигателей для запуска электромобиля.

Архитектура и основные компоненты
Компоненты BEV
  • Электродвигатель
  • Инвертор
  • Аккумулятор
  • Модуль управления
  • Привод
Принципы работы BEV
  • Мощность преобразуется от батареи постоянного тока в переменный ток для электродвигателя
  • Педаль акселератора посылает сигнал контроллеру, который регулирует скорость транспортного средства, изменяя частоту переменного тока от инвертора к двигателю
  • Мотор соединяет и поворачивает колеса через шестерню
  • Когда нажимаются тормоза или электромобиль замедляется, двигатель становится генератором переменного тока и вырабатывает мощность, которая отправляется обратно в аккумулятор
Примеры BEV

Volkswagen e-Golf, Tesla Model 3, BMW i3, Chevy Bolt, Chevy Spark, Nissan LEAF, Ford Focus Electric, Hyundai Ioniq, Karma Revera, Kia Soul, Mitsubishi i-MiEV, Tesla X, Toyota Rav4.

———————————————

Гибридный электромобиль (HEV)

Этот тип гибридных автомобилей часто называют стандартными гибридными или параллельными гибридными. HEV имеет как ДВС, так и электродвигатель. В этих типах электромобилей двигатель внутреннего сгорания получает энергию от топлива (бензина и других видов топлива), а двигатель — от батарей. Бензиновый двигатель и электродвигатель одновременно вращают трансмиссию, которая приводит в движение колеса.

Разница между HEV по сравнению с BEV и PHEV заключается в том, что батареи в HEV могут заряжаться только от ДВС, движения колес или их комбинации.Порт для зарядки отсутствует, поэтому аккумулятор нельзя заряжать извне системы, например, от электросети.

Архитектура и основные компоненты HEV
Компоненты HEV
  • Двигатель
  • Электродвигатель
  • Батарейный блок с контроллером и инвертором
  • Топливный бак
  • Модуль управления
Принципы работы HEV
  • Имеет топливный бак, подающий бензин в двигатель, как в обычном автомобиле
  • Также имеется комплект аккумуляторов от электродвигателя
  • Двигатель и электродвигатель могут включать трансмиссию одновременно
Примеры HEV

Honda Civic Hybrid, Toyota Prius Hybrid, Honda Civic Hybrid, Toyota Camry Hybrid.

———————————————

Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)

PHEV — это тип гибридного автомобиля с ДВС и двигателем, часто называемый гибридом серии . Этот тип электромобилей предлагает выбор топлива. Этот тип электромобилей питается от обычного топлива (например, бензина) или альтернативного топлива (например, биодизеля) и от аккумуляторной батареи. Аккумулятор можно заряжать электричеством, подключив его к электрической розетке или зарядной станции электромобиля (EVCS).

PHEV обычно может работать как минимум в двух режимах:

  • Полностью электрический режим, в котором двигатель и аккумулятор обеспечивают всю энергию автомобиля
  • Гибридный режим, в котором используется как электричество, так и бензин.

Некоторые PHEV могут проехать более 70 миль только на электричестве.

Архитектура и основные компоненты PHEV
Компоненты PHEV
  • Электродвигатель
  • Двигатель
  • Инвертор
  • Аккумулятор
  • Топливный бак
  • Модуль управления
  • Зарядное устройство (если есть на борту)
Принципы работы PHEV

PHEV обычно запускаются в полностью электрическом режиме и работают от электричества до тех пор, пока их аккумуляторная батарея не разрядится.Некоторые модели переходят в гибридный режим, когда достигают крейсерской скорости по шоссе, обычно выше 60 или 70 миль в час. Как только аккумулятор разряжен, двигатель берет на себя управление, и автомобиль работает как обычный гибрид без подключаемого модуля.

Помимо подключения к внешнему источнику электроэнергии, батареи PHEV могут заряжаться от двигателя внутреннего сгорания или рекуперативного торможения. Во время торможения электродвигатель действует как генератор, используя энергию для зарядки аккумулятора. Электродвигатель дополняет мощность двигателя; в результате можно использовать двигатели меньшего размера, что увеличивает топливную экономичность автомобиля без ухудшения характеристик.

Примеры PHEV

Porsche Cayenne S E-Hybrid, Chevy Volt, Chrysler Pacifica, Ford C-Max Energi, Ford Fusion Energi, Mercedes C350e, Mercedes S550e, Mercedes GLE550e, Mini Cooper SE Countryman, Audi A3 E-Tron, BMW 330e, BMW i8, BMW X5 xdrive40e, Fiat 500e, Hyundai Sonata, Kia Optima, Porsche Panamera S E-hybrid, Volvo XC90 T8.

———————————————

Электромобиль на топливных элементах (FCEV)

Электромобили на топливных элементах (FCEV), также известные как транспортные средства на топливных элементах (FCV) или автомобили с нулевым выбросом, представляют собой типы электромобилей, в которых используется «технология топливных элементов» для выработки электроэнергии, необходимой для работы транспортного средства.В автомобилях этого типа химическая энергия топлива преобразуется непосредственно в электрическую.

Архитектура и основные компоненты FCEV
Компоненты FCEV
  • Электродвигатель
  • Стек топливных элементов
  • Резервуар для хранения водорода
  • Аккумулятор с преобразователем и контроллером
Принципы работы FCEV

Принцип работы электромобиля на «топливных элементах» отличается от принципа работы электромобиля «от сети».Этот тип электромобилей обусловлен тем, что FCEV вырабатывает электроэнергию, необходимую для работы этого транспортного средства, на самом транспортном средстве.

Примеры FCEV

Toyota Mirai, Hyundai Tucson FCEV, Riversimple Rasa, Honda Clarity Fuel Cell, Hyundai Nexo.

———————————————

Свяжитесь с Omazaki Group для консультации и планирования установки EVCS в Индонезии для бытовых, коммерческих и промышленных целей, а также для общественных EVCS. Для обучения работе с электромобилями (EV) загрузите полный список и каталог на сайте Omazaki Training.

Статьи по теме :
Артикул:
  • https://www.caa.ca/electric-vehicles/types-of-electric-vehicles/#bev
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car
  • https://www.seai.ie/technologies/electric-vehicles/what-is-an-electric-vehicle/types-of-electric-vehicle/
  • https://www.evgo.com/why-evs/types-of-electric-vehicles/
  • http://www.ieahev.org/about-the-technologies/plug-in-hybrid-electric-vehicles/
  • Кеннет Барнетт — Гибридный автомобиль: взгляд в будущее автомобилей
  • https: // www.conserve-energy-future.com/howelectriccarswork.php
  • https://www.pkw-label.de/alternative-antriebe/elektrofahrzeuge-bevphevreev
  • https://www.elektromobilitaet.nrw/infos/e-auto/?L=0

Как работают электродвигатели?

Щелкните выключателем и мгновенно получите власть — как наши предки любили электродвигатели! Вы можете найти их во всем, начиная с электропоезда с дистанционным управлением автомобили — и вы можете быть удивлены, насколько они распространены.Сколько электрических моторы сейчас есть в комнате с тобой? Наверное, два в вашем компьютере для начала, один круто ездить, а еще один питает охлаждающий вентилятор. Если вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многих игрушки; в ванной — вытяжки и электробритвы; На кухне моторы есть практически во всех приборах, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей.Электродвигатели зарекомендовали себя среди лучших изобретения всех времен. Давайте разберемся и узнаем, как они Работа!

Фото: Даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые. Это потому, что они набиты туго намотанной медью и тяжелыми магнитами. Это мотор от старой электрической газонокосилки. Вещь медного цвета в сторону В передней части оси с прорезями находится коммутатор, удерживающий двигатель вращение в том же направлении (как описано ниже).

Как электромагнетизм заставляет двигатель двигаться?

Основная идея электродвигателя очень проста: вы помещаете в него электричество с одного конца, а ось (металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять машина какая то. Как это работает на практике? Как именно ваш преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, у нас есть вернуться во времени почти на 200 лет.

Предположим, вы берете кусок обычного провода, превращаете его в большую петлю, и положите его между полюсами мощной постоянной подковы магнит.Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее, провод будет прыгать кратко. Удивительно, когда видишь это впервые. Это прямо как по волшебству! Но есть совершенно научный объяснение. Когда электрический ток начинает течь по проводу, он создает магнитное поле вокруг него. Если разместить провод рядом с постоянным магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным поле магнита. Вы знаете, что два магнита расположены рядом друг с другом. либо притягивать, либо отталкивать.Таким же образом временный магнетизм вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от магнит, и это то, что заставляет проволоку подпрыгивать.

Как работает электродвигатель — теоретически

Связь между электричеством, магнетизмом и движением изначально была открыт в 1820 году французским физиком Андре-Мари Ампер (1775–1867), и это фундаментальная наука, лежащая в основе электродвигателя. Но если мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практическое Немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны пойти немного дальше.Изобретателями, которые сделали это, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867). и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец Джозеф Генри (1797–1878). Вот как они пришли к своему гениальному изобретению.

Предположим, мы сгибаем нашу проволоку в квадратную U-образную петлю, так что эффективно два параллельных провода, проходящие через магнитное поле. Один из них отводит электрический ток от нас по проводам, а другой один возвращает ток обратно. Поскольку ток течет в в противоположных направлениях проводов, Правило левой руки Флеминга говорит нам о том, что два провода будут двигаться в противоположных направлениях.Другими словами, когда мы включите электричество, один из проводов двинется вверх и другой будет двигаться вниз.

Если бы катушка с проволокой могла продолжать двигаться вот так, она бы вращалась непрерывно — и мы будем на пути к созданию электрического мотор. Но этого не может произойти с нашей нынешней настройкой: провода будут быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко хватит, что-нибудь еще случится. Как только катушка достигла вертикали положение, он перевернется, и электрический ток будет течь через него в противоположном направлении.Теперь силы на каждого сторона катушки перевернется. Вместо непрерывного вращения в в том же направлении, он двинется назад в том же направлении, в котором только что пришел! Представьте себе электропоезд с таким двигателем: он будет держать перетасовки назад и вперед на месте, даже не идя в любом месте.

Фото: Электрик ремонтирует электродвигатель. на борту авианосца. Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото, но на самом деле это медь, хороший проводник, который намного дешевле.Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено ВМС США.

Как работает электродвигатель — на практике

Есть два способа решить эту проблему. Один из них — использовать своего рода электрический ток, который периодически меняет направление, что известно как переменный ток (AC). В виде небольших батарейных двигатели, которые мы используем дома, лучшее решение — добавить компонент назвал коммутатором концы катушки. (Не беспокойтесь о бессмысленных технических имя: это немного старомодное слово «коммутация» немного похоже на слово «добираться до работы».Это просто означает изменение взад и вперед в одном и том же путь, который ездит на работу, означает путешествовать туда и обратно.) В простейшей форме Коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и его задача — реверсировать электрический ток в катушке каждый раз, когда катушка вращается на пол-оборота. Один конец катушки прикреплен к каждая половина коммутатора. Электрический ток от аккумулятора подключается к электрическим клеммам двигателя. Они подают электроэнергию в коммутатор через пару незакрепленных разъемы, называемые щетками, сделал либо из кусочков графита (мягкий уголь, похожий на карандаш «свинец») или тонкие отрезки упругого металла, который (как название подсказывает) «задеть» коммутатор.С коммутатор на месте, когда электричество течет по цепи, катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

Художественное произведение: упрощенная схема деталей в электрическом мотор. Анимация: как это работает на практике. Обратите внимание, как коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка поворачивается. наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда толкая в том же направлении, что позволяет катушке вращаться по часовой стрелке.

Такой простой экспериментальный двигатель, как этот, не может большая мощность.Мы можем увеличить усилие поворота (или крутящий момент) что мотор может творить тремя способами: либо у нас может быть больше мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток протекает через провод, или мы можем сделать катушку так, чтобы в ней было много «витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки. На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в круглой формы, так что он почти касается катушки с проволокой, которая вращается внутри него. Чем ближе друг к другу магнит и катушка, тем большее усилие, которое может создать двигатель.

Хотя мы описали несколько различных частей, вы можете представить двигатель как имеющий всего два основных компонента:

  • По краю корпуса двигателя находится постоянный магнит (или магниты), который остается статичным, поэтому его называют статором двигателя.
  • Внутри статора находится катушка, установленная на оси, которая вращается с высокой скоростью, и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.

Универсальные двигатели

Такие двигатели постоянного тока

отлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модели поездов, радиоуправляемые автомобили или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах.Мелкие бытовые приборы (например, кофемолки или электрические блендеры), как правило, используют так называемые универсальные двигатели , которые могут питаться как от переменного, так и от постоянного тока. В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает энергию от источника постоянного или переменного тока, который вы питаете:

  • При питании от постоянного тока электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении.Коммутатор меняет направление тока катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в простом двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
  • Однако, когда вы подаете переменный ток, ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , как , меняют направление, точно синхронно, поэтому сила, действующая на катушку, всегда в одном и том же направлении, а двигатель всегда вращается либо по часовой стрелке. или против часовой стрелки. А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда синхронизированы, на самом деле не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в любой данный момент.

Анимация: Как работает универсальный двигатель: Электроснабжение питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. При питании от постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как и обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При питании от сети переменного тока и магнитное поле, и ток в катушке меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположное. Это означает, что сила на катушке всегда направлена ​​в одну сторону.

Фото: Типичный универсальный двигатель: основные части двигателя среднего размера из кофемолки, которая может работать как от постоянного, так и от переменного тока.Серый электромагнит по краю — это статор (статическая часть), и он питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание на прорези в коллекторе и прижимающиеся к нему угольные щетки, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких устройствах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее этого, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения (AC) вместо постоянного тока низкого напряжения (DC) или переменного тока умеренно низкого напряжения в домашних условиях. который приводит в действие универсальные двигатели.

Электродвигатели прочие

Фото: Электродвигатели бывают всех форм и размеров. В этом школьном автобусе есть заменили старый грязный дизельный двигатель большим электродвигателем (белый квадрат) для уменьшения загрязнения воздуха. Фото Денниса Шредера любезно предоставлено NREL (Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии).

В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, подключенную к источнику электропитания, а статор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают немного по-другому: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, чтобы создать вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это вращаться. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его так, чтобы статор фактически превратился в длинную непрерывную дорожку, ротор может катиться по нему по прямой.Эта гениальная конструкция известна как линейный двигатель, и вы найдете ее в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги «маглев» (магнитная левитация).

Еще одна интересная конструкция — бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются местами, при этом несколько железных катушек статичны в центре, а постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой. Вы можете прочитать больше в нашей основной статье о мотор-редукторах. Шаговые двигатели, которые вращаются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.

Гибридный шаговый двигатель

— Работа, принципиальная схема и конструкция

В этом разделе вы изучаете гибридный шаговый двигатель — работа, принципиальная схема и конструкция.

Эти двигатели, работающие на комбинированных принципах двигателей с постоянным магнитом и с переменным магнитным сопротивлением, широко используются для малых углов шага.

Конструкция гибридного шагового двигателя

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного гибридного двигателя.Структура сердечника статора аналогична конструкции двигателя с переменным сопротивлением. Статор обычно намотан на две или четыре фазы. Важной особенностью гибридного двигателя является его роторная конструкция. Ротор состоит из постоянного магнита цилиндрической формы, намагниченного параллельно оси вала. Каждый полюс этого магнита покрыт торцевыми крышками из многослойной кремнистой стали. Эти торцевые крышки равномерно зубчатые. Зубцы на двух торцевых крышках смещены относительно друг друга на половину шага зубьев.

Фиг.1: Конструкция типичного гибридного шагового двигателя

Рабочий гибридного шагового двигателя

Постоянный магнит в роторе двигателя создает униполярное поле, а статор двигателя создает распределенное магнитное поле за счет токов, подаваемых на его обмотки. Крутящий момент создается взаимодействием этих двух магнитных полей в зубчатой ​​конструкции в воздушных зазорах. В этом типе двигателя, изучая результирующую картину поля в зубчатой ​​конструкции в воздушных зазорах, можно показать, что эффективный крутящий момент создается не только магнитным полем статора в двигателе с регулируемым сопротивлением, а постоянным магнитом в роторе. играет важную роль в создании движущей силы.Таким образом, двигатель работает на комбинированных принципах двигателей с постоянным магнитом и электродвигателя с переменным сопротивлением. Шаговое действие двигателя вызывается последовательным переключением питания фаз двигателя. Для увеличения крутящего момента используются многостековые гибридные двигатели.

Преимущества гибридных шаговых двигателей

Ниже приведены основные преимущества гибридных шаговых двигателей:

  1. Угол шага всего 1,8 o
  2. Высокий крутящий момент на единицу объема.
  3. Наличие некоторого момента фиксации из-за наличия постоянного магнита в конструкции ротора.

Связанные темы

  • Что такое автоматический выключатель? Работа, диаграмма, символ, типы и выбор

    В этом разделе вы изучаете определение автоматического выключателя, работу, диаграмму, символ, типы и выбор. А…

Опубликовано

Технология гибридных автомобилей и масло для гибридных автомобилей

Идея гибридных автомобилей была с нами уже более века .Тем не менее, он не получил массового и массового производства до конца 1990-х годов . Благодаря относительно недавнему буму экологической осведомленности они стали более популярными, чем когда-либо.

Трудно спорить с , увеличившей экономию топлива , особенно когда он привязан к , уменьшив выбросы CO2, и , снизив затраты на техническое обслуживание . Государственное регулирование — еще один фактор, влияющий на рост числа гибридных и электромобилей. Производители автомобилей сталкиваются с штрафами за невыполнение «зеленых» квот на автомобили и могут воспользоваться различными субсидиями для разработки и использования экологически чистых технологий.

Что такое гибридный автомобиль?

Проще говоря, гибридные автомобили сочетают в себе стандартный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электрический . У всех есть обычный двигатель, электродвигатель и аккумулятор. Поскольку они находятся на грани между газом и электричеством, гибридные автомобили имеют уникальных требований , которые могут сократить срок их эксплуатации , если о них не позаботиться должным образом. Тем не менее, технологии постоянно развиваются, проблемы устраняются, и разрабатываются инновационные решения, чтобы смягчить оставшиеся.

История техники

Как мы уже упоминали, гибридные автомобили были созданы более ста лет назад. Первые патентные заявки на гибридные бензиново-электрические рельсовые двигатели и двигательные установки для лодок были поданы еще в 1889 году.

Но когда появился первый гибридный автомобиль?

Раньше, чем вы думаете. Первым автомобилем, в котором использовалась электрическая энергия, был автомобиль , разработанный в 1896 году Гарри Э. Дей . Armstrong Phaeton был инновационным автомобилем, который имел динамо-маховик, подключенный к аккумуляторной батарее, и использовал рекуперативное торможение , , для его зарядки.Динамо-машина также использовалась для питания фонарей и обеспечивала искру зажигания.

Phaeton был , за ним последовал Mixte Фердинанда Порше в 1900 году . В автомобиле использовался бензиновый двигатель What Makes A Good Grease для подачи энергии на электродвигатель, приводивший в движение колеса автомобиля. У прототипа был только передний привод, но более поздние модели включали электродвигатель на каждое из колес.

Рекуперативное торможение

Система рекуперативного торможения, впервые использованная в Phaeton, стала основной концепцией дизайна современных гибридных электромобилей .Современный принцип был разработан для концепт-кара American Motors Amitron. Это был полностью аккумуляторный электромобиль, который заряжался при торможении.

Этот принцип был далее усовершенствован и использован в настоящих гибридах позже . Эти автомобили использовали электрический двигатель для помощи в управлении , а некоторые были способны на полностью переключаться на электрическую мощность на короткие периоды.

Современные гибриды и новейшие разработки

Возобновившийся всплеск интереса в конце 1990-х годов привел к некоторым примечательным событиям.Toyota Prius был самым популярным гибридным автомобилем и стал в основном синонимом термина с термином «гибрид ». Это дало технологии точку опоры, необходимую, чтобы оставаться актуальной достаточно долго и достичь критической массы на рынке.

Prius — самый популярный гибридный электромобиль из когда-либо созданных, и его технология была использована в качестве основы для бесчисленных транспортных средств, последовавших за ним.

Последняя разработка, которая набирает популярность, — это подключаемая система , которая позволяет гибридным автомобилям работать в течение длительного периода времени в полностью электрическом режиме.

Мы также можем ожидать, что никель-кадмиевые батареи будут сняты с производства из-за их веса и воздействия на окружающую среду . Они также не заряжаются так же хорошо, как другие типы батарей. Батарейные блоки с уменьшенным весом и нанотекстурой кажутся будущим, а литий-ионные батареи могут заменить существующие технологии.

Типы гибридных автомобилей

Не все гибриды одинаковы. Хотя любой автомобиль, который использует два разных источника энергии для приведения в движение, можно назвать гибридным, мы распознаем несколько типов.Существует три различных типа в соответствии со степенью гибридизации и еще три в соответствии с конфигурацией трансмиссии .

Классификация по степени гибридизации

Здесь у нас есть полные гибриды, мягкие гибриды и полные подключаемые гибриды.

  • Полные гибриды могут работать на любом из двигателей или на обоих вместе. Аккумулятор заряжается двигателем внутреннего сгорания во время его работы, и его нельзя подключить для зарядки.
  • В мягких гибридах электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания всегда работают вместе параллельно; они не могут работать отдельно.
  • Полностью подключаемые гибриды требуют подключения для полной зарядки аккумулятора. Они могут работать в режимах разряда и поддержания заряда . Кроме того, можно переключаться между и для оптимизации расхода заряда аккумулятора и экономии топлива.
Классификация по комплектации силового агрегата

Hybrids также имеют три различных типа трансмиссии.В то время как обычный силовой агрегат внутреннего сгорания состоит из двигателя, трансмиссии, подвески, колес и приводного вала. Гибридные автомобили имеют дополнительных компонентов трансмиссии , и они созданы для максимального использования преимуществ конструкции. Три конфигурации трансмиссии — последовательная, параллельная и последовательно-параллельная.

  • Параллельные гибриды имеют как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель, подключенные к механической трансмиссии. Они могут передавать мощность для одновременного привода колес , и обычно они делают это через обычную трансмиссию.Их двигатель внутреннего сгорания также может использоваться в качестве генератора для дополнительной подзарядки.
  • Гибриды серии имеют трансмиссию, приводимую в действие электродвигателем, в то время как двигатель внутреннего сгорания меньшего размера приводит в действие электродвигатель или заряжает батареи.
  • Последовательно-параллельные гибриды обладают преимуществами как последовательной, так и параллельной трансмиссии. Их электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания может генерировать мощность на колеса независимо .

Уход и техническое обслуживание

В целом гибридные электромобили не требуют специальных процедур обслуживания. Основы такие же, как и в случае с обычными двигателями внутреннего сгорания.

Основы

Электрические компоненты гибридных автомобилей спроектированы так, чтобы быть прочными и не требующими обслуживания . По-прежнему рекомендуется периодически проверять кабели питания и соединения , но в остальном электромобили не требуют специального обслуживания.

Срок службы батареи обычно меньше у гибридных автомобилей — особенно в старых моделях — потому что они используются гораздо чаще, чем в автомобилях с ДВС. К счастью, на аккумуляторы обычно распространяется гарантия производителя, и их можно заменить, если возникнут какие-либо проблемы.

Система рекуперативного торможения и более низкая температура означают, что тормозные колодки и тормоза обычно служат значительно дольше . У более низкой общей температуры есть некоторые недостатки; подробнее об этом позже.

Система системы улавливания паров топлива (EVAP) относительно подвержена утечкам в гибридных транспортных средствах. Общие симптомы — это активный индикатор Check Engine и запах бензина. Поскольку это относительно сложно диагностировать и исправить, разумно проводить регулярные осмотры у механика.

Датчики кислорода имеют тенденцию чаще выходить из строя в гибридных транспортных средствах, и это может значительно повлиять на топливную экономичность и характеристики двигателя .Их работоспособность снижается с возрастом, поэтому рекомендуется проверять их во время регулярного технического обслуживания.

Чем отличается

Однако из-за своей конструкции и режима работы гибридные автомобили действительно имеют около уникальных требований . Повышенная частота цикла остановки-пуска двигателя внутреннего сгорания (она может быть увеличена до десяти раз) создает дополнительную нагрузку на двигатель. Это приводит к агрессивному масляному циклу и повышенному образованию кислоты .В то время как обычные масла определенно подойдут для гибридного автомобиля, смазочные материалы, разработанные с учетом этих особенностей, могут улучшить производительность и долговечность двигателя.

Вот почему Valvoline разработала серию масел и трансмиссионных жидкостей, разработанных специально для гибридных автомобилей.

Важность использования правильного гибридного масла

Гибридные двигатели имеют тенденцию к более низкой температуре, поскольку электродвигатель снимает часть нагрузки с двигателя внутреннего сгорания.Это означает, что они не могут достичь оптимальной рабочей температуры , необходимой для выкипания воды, конденсированной в масле. Поскольку масло также охлаждает масло , возможно, оно не сможет смазывать детали автомобиля так, как было задумано. Наличие подходящего гибридного моторного масла для вашего автомобиля может значительно снизить износ и истирание , минимизировать образование шлама и продлить срок службы двигателя.

Кроме того, поскольку электродвигатель является частью трансмиссии в гибридных транспортных средствах, смазка может контактировать с электрическими компонентами, и получает электрический заряд .Это серьезная проблема, и трансмиссионные жидкости, разработанные для гибридных автомобилей, должны иметь правильные электрические и проводящие свойства . Они также должны быть совместимы с изоляционными материалами и покрытиями, с которыми они будут контактировать.

Окисление — еще один фактор, который необходимо учитывать. Высокие температуры могут привести к окислению и ухудшению качества масла . В результате повышается проводимость, что подвергает опасности уплотнения и подшипники.Жидкость должна обеспечивать охлаждение электрических компонентов двигателя, чтобы предотвратить окисление масла, которое может привести к помехам в чувствительных электрических и электронных компонентах .

Эти проблемы необходимо решать с помощью интеллектуальной смазки, чтобы сохранить долговечность жидкостей автомобиля и срок службы двигателя и трансмиссии.

Как правильно использовать гибридные масла

Когда дело доходит до использования, нет большой разницы между гибридным и обычным маслами.Поскольку двигатели внутреннего сгорания работают одинаково, а трансмиссия работает по аналогичным принципам, вы можете обойтись стандартным ассортиментом продукции . В гибридных автомобилях можно использовать минеральные, синтетические, полусинтетические масла и масла с большим пробегом. Даже гибриды, разработанные с ICU в качестве расширителей диапазона, нуждаются в стандартном моторном масле для правильной работы; конечно, эти масла должны использоваться в соответствии со спецификациями производителя.

Вязкость

Вязкость — это сопротивление жидкости потоку .Здесь на помощь приходят спецификации производителя. Всегда обращайтесь к ним и считайте это набором общих рекомендаций. Большинство гибридных автомобилей лучше всего работают с легкими маслами . Масла для гибридных двигателей, специально разработанные для использования в гибридных транспортных средствах, обеспечивают оптимальную производительность и гарантируют хорошее смазывание двигателя при одновременном повышении экономии топлива.

Valvoline Hybrid Engine Oil было разработано для работы с частыми циклами остановки-запуска двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.Более низкий класс вязкости также улучшает поток масла при запуске , позволяет маслу создавать давление быстрее и гарантирует, что двигатель r быстрее достигает своей рабочей температуры .

Частота замены масла в гибридных автомобилях

Частота замены масла аналогична обычным автомобилям с ДВС. Интервал замены гибридов с использованием минеральных масел составляет 5000 миль . Синтетические масла имеют специальные присадки, которые позволяют им работать дольше и нуждаются в замене каждые 7000 — 10000 миль .Конечно, они стоят дороже, но дополнительная защита — существенное преимущество.

Поскольку двигатели гибридов не подвергаются таким большим нагрузкам на низких оборотах, эти интервалы можно увеличить немного дольше, особенно с использованием специально разработанных гибридных синтетических масел. Тем не менее, всегда безопаснее придерживаться рекомендаций производителя .

Особые соображения

Производители предоставляют точные спецификации для дизельных или бензиновых двигателей, устанавливаемых в гибридных транспортных средствах.Поскольку основной принцип действия одинаков, независимо от того, где находится ДВС, большинство гибридных и обычных масел можно использовать как взаимозаменяемые.

Тем не менее, специально разработанные гибридные моторные масла и трансмиссионные жидкости обеспечивают улучшенные характеристики и долговечность .

Следуйте спецификациям производителя

В каждом руководстве по эксплуатации автомобиля указан рекомендуемый вес масла и любые другие соображения. Вязкость может потребоваться отрегулировать в зависимости от сезона и предполагаемого использования автомобиля.Для стандартного использования при умеренных температурах подойдет то, что указано в руководстве пользователя. Всегда выбирайте масло той марки, на которой отображается символ звездообразования, означающий, что масло было протестировано Американским нефтяным институтом (API) .

Подвести итоги

Хотя гибридные автомобили — это шаг вперед, когда дело доходит до воздействия на окружающую среду, экономии топлива и общего износа двигателя , но требует особой осторожности при выборе моторного масла .Частые циклы остановки-запуска создают значительную нагрузку на двигатель, а более низкая температура может вызвать ухудшение качества масла.

Для решения этих проблем рекомендуется использовать смазочные материалы, специально предназначенные для этих гибридных автомобилей. Гибридные масла Valvoline прошли лабораторные испытания и были усовершенствованы, чтобы гарантировать превосходную защиту в этих сложных условиях эксплуатации.

Обширные испытания продемонстрировали отличные результаты тестов по характеристикам окисления, защите от коррозии, водостойкости и защите от износа.Показано улучшений характеристик, выражаемых двузначными числами, по сравнению с обычными маслами, а также известными отраслевыми стандартами, такими как API и ACEA.

Гибридный двигатель

— обзор

10.3.2 Гибридный двигатель

На рис. 10.6 показано поперечное сечение типичного гибридного двигателя 1,8 °. Статор имеет 8 основных полюсов, каждый с 5 зубьями, и каждый основной полюс имеет простую катушку. Ротор имеет две стальные торцевые крышки, каждая с 50 зубьями, разделенных постоянным магнитом.

Рис. 10.6. Гибридный (200 шагов / об) шаговый двигатель. Деталь показывает соосности зубьев ротора и статора, а также указывает угол шага 1,8 °.

Зубья ротора имеют тот же шаг, что и зубцы на полюсах статора, и смещены так, что осевая линия зуба на одной торцевой крышке совпадает с прорезью на другой торцевой крышке. Постоянный магнит намагничен в осевом направлении, так что один набор зубцов ротора имеет северную полярность, а другой — южную. Дополнительный крутящий момент достигается за счет добавления дополнительных пакетов и растяжения статора, как показано на рис.10.7.

Рис. 10.7. Ротор типоразмера 34 (диаметр 3,4 дюйма или 8 см) 3-х слойный гибридный шаговый двигатель 1,8 °. Размеры торцевых крышек ротора и соответствующего аксиально намагниченного постоянного магнита оптимизированы для односекционной версии. Дополнительный крутящий момент достигается за счет добавления второго или третьего блока, при этом статор просто растягивается, чтобы приспособиться к более длинному ротору.

(Предоставлено Astrosyn International Technology Ltd.)

Когда в обмотках нет тока, единственным источником магнитного потока через воздушный зазор является постоянный магнит.Магнитный поток пересекает воздушный зазор от торцевой крышки N к полюсам статора, проходит в осевом направлении вдоль корпуса статора и возвращается к магниту, пересекая воздушный зазор к S-торцевой крышке. Если бы не было смещения между двумя наборами зубьев ротора, то при повороте ротора был бы сильный периодический момент выравнивания, и каждый раз, когда набор зубцов статора находился на одной линии с зубьями ротора, мы получали бы устойчивое положение равновесия. Однако есть смещение, и это приводит к тому, что момент выравнивания из-за магнита практически устраняется.На практике остается небольшой «фиксирующий» крутящий момент, и это можно почувствовать, если вращать вал, когда двигатель обесточен: двигатель имеет тенденцию удерживаться в своих ступенчатых положениях с помощью фиксирующего крутящего момента. Иногда это бывает очень полезно: например, обычно достаточно удерживать ротор в неподвижном состоянии при отключении питания, чтобы двигатель можно было оставить, не опасаясь, что его случайно подтолкнут в новое положение.

8 катушек соединены в две фазные обмотки. Катушки на полюсах 1, 3, 5 и 7 образуют фазу A, а катушки на 2, 4, 6 и 8 образуют фазу B.Когда по фазе A проходит положительный ток, полюса статора 1 и 5 намагничиваются как южные, а полюса 3 и 7 становятся северными. Зубья на северном конце ротора притягиваются к полюсам 1 и 5, в то время как смещенные зубцы на южном конце ротора притягиваются на одной линии с зубьями на полюсах 3 и 7. Чтобы сделать шаг ротора, фаза A переключается. выключен, и фаза B получает питание либо положительным, либо отрицательным током, в зависимости от требуемого направления вращения. Это заставит ротор переместиться на четверть шага зуба (1.8 °) в новое равновесное (ступенчатое) положение.

Двигатель постоянно шагает путем подачи питания на фазы в последовательности + A, — B, — A, + B, + A (по часовой стрелке) или + A, + B, — A, — B, + A (против часовой стрелки). Из этого будет ясно, что необходим биполярный источник питания (то есть такой, который может обеспечивать ток + ve или — ve). Когда двигатель работает таким образом, он называется «2-фазным с биполярным питанием».

Если биполярный источник питания недоступен, такая же схема включения полюсов может быть достигнута другим способом, если обмотки двигателя состоят из двух идентичных («бифилярная намотка») катушек.Для намагничивания северного полюса 1 положительный ток подается в один набор катушек фазы А. Но для намагничивания южного полюса 1 такой же положительный ток подается в другой набор катушек фазы A, которые имеют противоположное направление обмотки. Всего имеется четыре отдельных обмотки, и когда двигатель работает таким образом, он называется «4-фазным с однополярным питанием». Поскольку каждая обмотка занимает только половину пространства, m.m.f. каждой обмотки составляет только половину от полной обмотки, поэтому номинальная тепловая мощность явно снижается по сравнению с биполярным режимом работы (для которого используется вся обмотка).

Гибрид 200 шагов / об — это наиболее широко используемый шаговый двигатель общего назначения, доступный в различных размерах, как показано на рис. 10.8.

Рис. 10.8. Гибридные шаговые двигатели 1,8 °, типоразмеров 34 (диаметр 3,4 дюйма), 23, 17 и 11.

(Предоставлено Astrosyn International Technology Ltd.)

Мы завершаем этот раздел, посвященный гибридным двигателям, комментариями по идентификации обмоток и предупреждение. Если детали двигателя неизвестны, обычно можно идентифицировать бифилярные обмотки путем измерения сопротивления от общего к двум концам.Если двигатель предназначен только для униполярного привода, один конец каждой обмотки может быть объединен внутри корпуса; например, 4-фазный униполярный двигатель может иметь только пять выводов, по одному на каждую фазу и один общий. Провода также обычно имеют цветовую кодировку, чтобы указать расположение обмоток; например, бифилярная обмотка на одном наборе полюсов будет иметь один конец красного цвета, другой конец — красно-белый, а общий — белый.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *