Nárůst počtu vozidel na světě a řada ekologických problémů, kterým lidstvo v posledních několika desetiletích čelilo, vedly k velkým změnám v automobilovém průmyslu.
Diktují je především výrazně zpřísněné ekologické normy a zvýšená cena pohonných hmot, v souvislosti s nimiž jsou automobilky nuceny hledat způsoby, jak snížit množství toxických emisí a celkovou spotřebu paliva v automobilech.
Současně, navzdory vzniku elektrických vozidel, vývoj vozidel s palivovými články, jediný efektivním způsobem dnes se ukázalo, že jde o vytvoření automobilů s hybridními motory - nejjednodušší způsob, jak "zapadnout" do ekonomiky a nabídnout spotřebiteli produkt, který se snadno používá.
V tomto materiálu se pokusíme vyprávět o tom, jaký je dnes trh s hybridními vozy, protože dnes mnoho potenciálních kupujících netuší, co hybridní vůz znamená a jaké výhody nabízí.
Hybridní auta - co to je?
Zásada vozidlo postavený na hybridním schématu je docela jednoduchý. Je založen na principu klasického plynového generátoru, kdy pohonná jednotka vozidla roztáčí generátor a nabíjí trakční baterii.
Video - jak funguje hybridní auto:
Energie baterie zase umožňuje, aby se vůz nějakou dobu pohyboval výhradně na elektrické trakci s „nulovými“ emisemi. Po vyčerpání energie v bateriích se opět rozběhne benzínový motor, která umožňuje pokračovat v pohybu a zároveň doplňuje náboj v bateriích.
Musím říci, že spolu s tímto schématem existuje další, nazývaný plug-in hybrid. Baterie se v ní nabíjí nejen z motoru, ale i z běžného domácího zdroje a její kapacita je dostatečná pro cesty na krátké vzdálenosti (obvykle cca 30-40 kilometrů). Ve skutečnosti to znamená, že se můžete dostat do práce a zpět, aniž byste jej používali. Plynový motor(a tedy bez plýtvání palivem).
Výhody hybridních vozidel
Mnozí si jistě položí otázku, proč potřebují „oplotit zahradu“ bateriemi, elektromotory, bateriemi a motorem s vnitřním spalováním? Co dává hybridní schéma elektrárna?
Než na tuto otázku odpovíte, stojí za to si připomenout, kdy „tradiční“ auto spotřebuje největší počet palivo. Je známo, že k maximální spotřebě (a tedy k toxicitě emisí) dochází ve fázi zrychlování na cestovní rychlost a také při městském provozu s častým zrychlováním a zpomalováním.
Video - jak můžete vylepšit hybridní auto:
Elektrický pohon u strojů s hybridní elektrárnou tak přichází v činnost v těchto režimech. S plně nabitou baterií se „hybrid“ rozjede na elektrickou trakci a při dosažení určitého rychlostního prahu (v závislosti na modelu se pohybuje od 20 do 40 kilometrů za hodinu) se spustí spalovací motor.
Přímo v Japonsku a USA se přitom představuje nejširší nabídka „hybridů“ od Toyoty. Na vnitrojaponském trhu se vozy prodávají pod značkou Toyota a v Americe je tradičně nejoblíbenější Lexus (v Rusku nutno říci, že pod touto značkou se prodává i většina hybridních vozů).
Z hlediska počtu hybridních vozů od Toyoty by měl být japonský trh právem považován za nejvíce nasycený. Společnost na něm vystavuje všechny nejnovější modely, na kterých „nabíhá“ technologie, které by měly jít do série na „globálních“ modelech.
Zejména vlajkové modely typ Toyota Avalon a další již dnes nabízejí řadu technických inovací souvisejících se zvýšenou spolehlivostí hybridů a také velký dojezd na jedno nabití baterie.
Proč jsme se tohoto problému dotkli na našem portálu? A proč vás chceme vzdělávat o provozu hybridních motorů? Vše je extrémně jednoduché a jasné. Faktem je, že mnoho oblastí našeho života je doslova prostoupeno interakcí všemožných technologií, které ve své symbióze dávají vzniknout mnohem více efektivní metody, gadgety a mechanismy. A samozřejmě si netroufli odložit motory pro naše čtyřkolové miláčky. A to je o takových jednotkách, jejich kladných a negativní stránky, si povíme, jak v tomto tématu fungují. A zatímco to děláme malá odbočka do historie. Jít!
Trocha historie
Auta s hybridním „srdcem“ – vynález zdaleka není novinkou, jak by se na první pohled mohlo zdát. Průkopníkem a ztělesněním myšlenky hybridního motoru byl jmenovaný jezuitský duchovní Ferdinand Verbiest. V roce 1665 začal pracovat na plánech jednoduchých čtyřkolových vozů poháněných párou a koňmi. Ale první produkční modely s hybridními motory spatřila světlo již na přelomu 19. a 20. století. Po dobu deseti let, počínaje rokem 1887, Francouzi Společnost Parisienne des Voitures Electrics vydala sérii a vozy s hybridní motory. A v roce 1900 Generální ředitel společnosti Elektrický vytvořen hybridní auto s benzínovým čtyřválcem. Walker Vehicle Company of Chicago vyráběla hybridní nákladní automobily až do roku 1940.
Výroba takových vozů se v té době samozřejmě omezovala na malé série a tvorbu různých druhů prototypů. V naší době však vyvolal akutní nedostatek ropných zdrojů a stále rostoucí hospodářskou krizi automobilových designérů a vývojářů, aby se vrátili ke kořenům a obnovili výrobu vozů s hybridními motory.
Jak funguje hybridní motor – jednoduše řečeno o nových technologiích
Nyní je čas zjistit, jaký druh jednotky je hybridní motor a proč tak horlivě začal vyrábět auta s takovým srdcem? hybridní motor Jde o systém dvou vzájemně propojených motorů: benzínového a elektrického. Dva motory mohou pracovat jak ve spojení, tak samostatně, vše závisí na tom, v jakém režimu provozu je použit tento moment. Proces přerozdělování „mocí“ řídí výkonný počítač, který v té či oné době rozhoduje o tom, který z motorů má nyní fungovat. Pro pohyb v příměstském režimu přebírá veškerou práci palivový motor, protože baterie na dálnici dlouho nevydrží. Pro pohyb po městě je zapnutý elektromotor.
Pokud vozidlo podléhá těžkých břemen nebo musí často a dost intenzivně zrychlovat, pak už oba motory spolupracují. Zajímavostí je, že zatímco auto jede na palivový motor, ten elektrický se v tuto chvíli nabíjí. Automobil s hybridním motorem vypouští do atmosféry o 90 % méně látek, než jsme zvyklí. palivové motory, a to přesto, že zahrnuje také benzínová jednotka Stejný. Také spotřeba benzínu ve městě se dá snížit na nulu, což se ovšem o venkovských výletech říci nedá.
Pojďme se podívat, jak se hybridní auto rozjíždí. Na samém začátku pohybu a v nízkých rychlostech funguje pouze baterie a elektromotor. Energie, která je uložena v baterii, napájí energetické centrum, které ji následně rozděluje do elektromotorů, které již auto tiše a velmi plynule rozjedou. Po dosažení maximální rychlosti pro elektromotor se připojí i benzínová jednotka. Točivý moment na hnací kola už přes noc pochází ze dvou motorů. V procesu takové práce dává spalovací motor část generované energie generátoru, který dále napájí elektromotory, vybíjí baterii, zatímco přebytečná energie se přenáší do baterie, doplňuje ji, ztrácí se při startu pohyb, rezerva.
Pokud je vozidlo v pohybu normální mód, pak automat používá pouze master pohon předních kol, v ostatních případech je rozdělení točivého momentu již aplikováno na dvě nápravy. V režimu akcelerace přichází točivý moment na kola převážně ze spalovacího motoru a pokud je potřeba zvýšit dynamiku, pak se již používají elektromotory jako doplnění spalovacího motoru. Ale tady je víc zajímavý bod je stále brzdou. Elektronický "mozek" auta řídí zapínání a vypínání, kdy se vyplatí zapojit hydrauliku, a kdy rekuperační brzdění, ale stále má přednost dvojka. To znamená, že když řidič hybridního vozidla sešlápne brzdový pedál, elektromotory přejdou do provozního režimu generátoru, čímž vytvoří brzdný moment na kolech, který také generuje elektřinu, která napájí baterii přes centrum distribuce energie. Zde se skrývá celá podstata „šmrncu“ hybridního motoru.
V nám známé klasice se energie uvolněná při brzdění vyplýtvá, jednoduše se ztrácí v prostoru jako teplo brzdové kotouče a další podrobnosti. Využití brzdné energie je velmi efektivní v městských oblastech, kde je časté brzdění na semaforech běžnou věcí. systém VDIM, což je ovládání automobilová dynamika, řídí práci všech automobilové systémy aktivní bezpečnost, spojující je do jediného „organismu“.
Možná první úspěšná instance vybavená hybridním motorem, uvolněná pro masy, se již stala známou Prius od společnosti Toyota. Tento zázračný vůz spotřebuje v městském režimu jen o něco více než tři litry benzinu na každých sto kilometrů. Taky japonská společnostšel se svým luxusním hybridem dále crossover Lexus RX400h. Ale také náklady tento vůz v průměru do 70 000 c.u. Všimněte si, že první generace Toyota Prius horší než vozy stejné třídy se spalovacími motory, pokud jde o rychlost a výkonové charakteristiky, na rozdíl od Lexusu RX400h, který zpočátku ve své třídě dobře konkuroval.
Po Toyotě nezanedbaly použití hybridních motorů ani přední světové automobilové koncerny, které v tom viděly řešení globálního problému znečištění životního prostředí a spotřeby paliva. A tak následovalo oznámení o vytvoření hybridního nákladu a dopravní technologie z Volvo skupina. Podle jejich výpočtů uvolnění těchto produktů časem sníží spotřebu paliva až o 35 %.
Ale se vší největší touhou a výpočty automobilové obavy, auta s hybridními motory se zatím neprodávají po celém světě jako teplé rožky. Popularita hybridních vozů nabírá na síle pouze v Kanadě a ve Spojených státech. Poptávka po hybridech mezi americkou populací vzrostla kvůli prudkému zdražení paliva, které bylo dříve nemilosrdně prostřeleno. Koneckonců, americký automobilový průmysl byl vždy slavný svými "muscle cars" s neuvěřitelně výkonné motory a velká spotřeba hořlavých kapalin. Evropští automobiloví nadšenci obecně reagovali na vozy s hybridními motory neutrálně. Jezdí tam docela ekologický a ekonomičtější, důvěryhodný veterán, diesel.
Většina aut v Evropě tankuje naftu, což se o USA říct nedá. Navíc vozidla s dieselové motory mnohem levnější než hybridní, navíc je jednodušší a ve své konstrukci spolehlivější. Koneckonců každý zná takový postulát: "čím složitější je systém navržen, tím menší je jeho spolehlivost." Právě tento faktor u nás určuje počet hybridních aut. Oficiálně se nám taková auta nedodávají a problém čerpacích stanic je v případě poruchy prostě nevyhnutelný. Specializované servisy na opravy hybridních motorů u nás prostě nejsou. A na vlastní pěst si myslíme, že jen málokdo se pustí do opravy takového zařízení.
Zařízení hybridního motoru - popis obvodu
Stručně jsme si tedy zopakovali, co je to hybridní motor a proč jeho použití není ve světě tak rozšířené, jak bychom si přáli. Nyní bych se rád "ponořil" hlouběji a zvážil schéma jeho struktury. Ale jsou tři. Doporučujeme začít s nejjednodušší obvod, který nás nejméně zajímá, je sekvenční hybridní motor.
Sériové schéma hybridního motoru
V tomto schématu start vozu pochází z elektromotoru. Spalovací motor je ve spojení s generátorem, který napájí baterii. Hybridní vozidla se sekvenčním schématem pohonu (Plug-inHybrid) se často vyrábějí s možností připojení k elektrické síti na konci cesty. Přítomnost této funkce znamená použití baterií s vysokou energetickou náročností, což výrazně snižuje náklady na palivo pro použití spalovacího motoru, což následně snižuje počet škodlivé emise v atmosféře. Mezi tyto vozy patří Chevrolet Volt a Opel Ampera. Říká se jim také elektrická vozidla s širokým dojezdem. Tyto vozy mohou jet pouze na baterie rychlostí 60 km/h a s využitím energie generátoru, který pohání benzinový motor až 500 kilometrů.
Hybridní auto paralelní obvod
S tímto schématem jsou spalovací motor a elektromotor zapojené paralelně instalovány tak, že mohou pracovat buď samostatně, nebo společně. Tohoto efektu je dosaženo díky konstrukci agregátu, ve kterém jsou benzínový motor, elektromotor a převodovka spojeny automaticky řízenými spojkami. Automobil s takovým schématem hybridního motoru používá malý elektromotor, asi 20 kW. Jeho hlavním úkolem je sčítat Výkon ICE při akceleraci vozidla.
Většina těchto struktur elektromotor je instalován mezi spalovací motor a Plní také funkce generátoru a startéru. Nejznámějšími zástupci mezi vozy se sekvenčním hybridním motorem jsou BMW Active Hybridní 7 Honda Insight Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Toto schéma se objevilo díky iniciativě Honda s jeho Integrated Motor Assist - IMA. Provoz tohoto systému lze rozdělit do několika charakteristických režimů:
- práce z elektromotoru;
Společný provoz elektromotoru a spalovacího motoru;
Provoz ze spalovacího motoru s paralelním nabíjením baterie pomocí elektromotoru, který funguje jako generátor;
Nabíjení baterie během rekuperačního brzdění.
Sériově paralelní hybridní obvod
V tomto schématu jsou elektromotor a spalovací motor spojeny pomocí planetová převodovka. To umožňuje současně přenášet výkon z každého z motorů na hnací kola v poměru 0 až 100 % jmenovitého výkonu. Sériově paralelní obvod se od předchozího liší tím, že na prvním je instalován generátor, který vytváří energii pro provoz elektromotoru.
Známými zástupci automobilů s takovým hybridním motorem jsou Toyota Prius, Ford Escape Hybridní, Lexus RX 450h. V tomto segmentu „hybridního“ trhu vede Toyota se svým systémem Hybrid Synergy Drive – HSD. Pohonná jednotka systému Hybrid Synergy Drive je prezentována následovně:
- ICE komunikuje s planetovou převodovkou;
Elektromotor, který je připevněn k ozubenému věnce planetové převodovky;
Centrální kolo planetového kola je připojeno ke generátoru.
Spalovací motor pracuje v Atkinsonově cyklu, což znamená, že nízké otáčky produkuje méně energie, což vede k lepší spotřebě paliva a nižším emisím výfukových plynů.
Hybridní vůz - klady a zápory
Výhody hybridních motorů
1. Nejdůležitější výhodou hybridních vozidel je jejich účinnost. Spotřeba paliva taková auta mají o 25 % méně než klasická auta se spalovacím motorem. A v naší situaci s neustále rostoucími cenami benzínu je to velmi důležitý faktor.
2.
další ne méně důležitý bod Další nejdůležitější položka mezi pozitivní aspekty hybridní motory jsou šetrné k životnímu prostředí. Hybridní vozy způsobují mnohem menší škody na našem životním prostředí než klasické. Toho je dosaženo racionálnější spotřebou paliva. A když se vůz úplně zastaví, přestane fungovat spalovací motor a přenese otěže síly na elektromotor. Během zastávek hybridního vozu tedy není ovzduší znečištěno emisemi CO2.
3. Baterie hybridních motorů jsou dobíjeny benzinovým motorem, což není případ elektromobilů, což činí dojezd palivový motor mnohem větší. A bez tankování to může jet déle.
4. Moderní hybridní auta nejsou v žádném případě horší než podobná třída tradičních ve všech hlavních charakteristikách. Pojďme tedy vyvrátit tento mýtus, kterému mnoho lidí s největší pravděpodobností věří.
5. V městském prostředí, kde se zastaví a rozjeďte, fungují hybridní vozidla jako elektrická vozidla.
6. Když stojí na místě, hybridní vozidlo je zcela tiché, protože běží pouze na elektromotor.
7. Tankování hybridu se provádí benzínem a stejným způsobem jako tradiční auto.
Nevýhody hybridních vozů
Na světě není nic dokonalého, což znamená, že hybridní motory mají i své nevýhody.
1.
A hlavní nevýhodou jsou drahé opravy. Vzhledem k tomu, že konstrukce takových motorů je velmi složitá, je velmi obtížné najít odborníka, který se bude zabývat odstraňováním problémů. To vysvětluje vysoké náklady na údržbu hybridů.
2. Baterie instalované v hybridech podléhají samovybíjení. Také netolerují náhlé změny teploty. A jejich životnost je velmi omezená. Zatím jsme ale ještě nepřišli na to, jaký vliv na životní prostředí baterií, což činí z jejich recyklace problematický úkol.
Je samozřejmě zřejmé, že hybridní motory mají více plusů než mínusů, ale u nás se zatím neprosadily. Prvním důvodem je cena. Náklady na Ukrajině populární Toyota Prius je od 850 000 hřiven. Ale je nejen nejoblíbenější, ale také nejlevnější. Také v Rusku se plánovalo zahájení výroby hybridu s názvem Yo-mobile, ale projekt byl omezen. Pro dnešek nejvíc výkonný vůz s hybridním motorem je BMW ActiveHybrid X6.
Boj o životní prostředí je v naší době v plném proudu a velmi horlivě, v souvislosti s nímž jsou motoristé vyzýváni k nákupu automobilů s hybridními motory. Takže v Americe jsou majitelům takových aut poskytovány určité výhody a bezplatná parkovací místa. Podobné zákony se chystají zavést i u nás, zejména se sníží cla na dovoz aut s hybridním motorem. Benzínové motory již postupně ustupují do pozadí a ztrácejí své pozice. A hybridní motory jsou jedním z hlavních kroků, které se k tomu podnikají. Ale dokud cenová kategorie těchto vozů zůstane na stejné úrovni, poptávka po nich bude malá.
O cenách vozů s hybridními motory
Jako všechno nové, neobvyklé a zajímavé jsou auta s hybridními motory dražší než jejich klasické kolegyně. Hybridní auta jsou dnes mnohem dražší než auta s podobnými vlastnostmi, ale s benzínovými motory. Například hybrid Toyota Camry překonává svůj benzinový protějšek o téměř 7 000 USD. Hybridní Honda Civic oproti svému tradičnímu modelu zdražila o 4 000 dolarů. Lexus GS 450h je úžasně dynamický vůz (z 0 na 60 za pouhých 5,9 sekundy), který je také mnohem hospodárnější než podobně výkonné sedany s osmiválcovými motory. Spotřeba paliva tohoto vozu je přibližně 8 litrů na 100 kilometrů kombinovaný cyklus. Průměrná maloobchodní cena tohoto vozu na Ukrajině bude v průměru kolem 80 000 dolarů.
Na téma zavádění hybridních vozů se samozřejmě můžete dlouze dohadovat a zastávat určité postoje a obhajovat své názory, ale jedna věc je jasná – budoucnost není daleko a brzy k tomuto skoku dojde. Změny v automobilovém průmyslu přicházejí velkolepé! A doufáme, že to bude to, co všichni potřebujeme.
Jak to funguje, zvažte příklad Touaregu s hybridním pohonem.
Co znamená pojem „hybridní technologie“?
Termín "hybrid" pochází z latinského slova hybrida a znamená něco zkříženého nebo smíšeného. Ve strojírenství je hybrid systém, ve kterém jsou dva různé technologie. V souvislosti s koncepcemi pohonu se termínem hybridní technologie pohonu označují dvě oblasti: bivalentní (neboli dvoupalivové) pohonné ústrojí hybridní pohonné ústrojí
Když hybridní technologie pohon je to kombinace dvou různých pohonných jednotek, jehož práce je založena různé principy akce. Technologie hybridního pohonu v současnosti znamená kombinaci spalovacího motoru a elektromotoru-generátoru (elektrostroje). Tento elektrický stroj lze použít jako generátor pro výrobu elektrické energie, trakční motor pro pohon automobilu a startér pro spouštění spalovacího motoru. V závislosti na provedení hlavní konstrukce se rozlišují tři typy hybridní pohonné jednotky: tzv. „mikrohybridní“ pohonná jednotka, tzv. „středně hybridní“ pohonná jednotka, tzv. "plnohybridní" pohonné ústrojí.
"Mikrohybridní" pohonné ústrojí
V tomto konceptu pohonu se elektrická součást (startér/alternátor) používá výhradně k realizaci funkce start-stop. Část kinetické energie lze opět využít jako elektrickou energii (rekuperaci). Pohon pouze z elektrické trakce není zajištěn. Parametry 12voltové sklolaminátové baterie jsou přizpůsobeny častému startování motoru.
"Středně hybridní" pohon
Elektrický pohon podporuje činnost spalovacího motoru. Pohyb vozu pouze na elektrickou trakci je nemožný. U „mid-hybridního“ pohonu se většina kinetické energie při brzdění regeneruje a ukládá jako elektrická energie do vysokonapěťové baterie. Vysokonapěťová baterie i elektrické komponenty jsou dimenzovány na vyšší elektrické napětí a tím i více vysoký výkon. Díky podpoře elektromotoru-generátoru pracovní režim tepelný motor lze posunout do oblasti maximální účinnosti. To se nazývá posunutí bodu zatížení.
"Plně hybridní" pohonné ústrojí
Výkonný elektromotor-generátor je kombinován se spalovacím motorem. Je možný pouze elektrický pohon. Elektromotorgenerátor, pokud to podmínky dovolí, podporuje provoz spalovacího motoru. Pohyb od nízká rychlost provádí pouze na elektrické trakci. Byla implementována funkce Startstop pro spalovací motor. Rekuperace se používá k nabíjení vysokonapěťové baterie. Díky rozpojovací spojce mezi spalovacím motorem a elektromotor-generátorem je možné zajistit oddělení obou systémů. Spalovací motor je připojen k provozu pouze v případě potřeby.
Základy hybridní technologie
Plně hybridní hnací systémy jsou rozděleny do tří podskupin: paralelní hybridní hnací ústrojí, dělené hnací ústrojí (s rozdělenými toky výkonu) a sériové hybridní hnací ústrojí.
Paralelní hybridní pohon
Paralelní provedení hybridní pohonné jednotky je jednoduché. Používá se, když je potřeba „hybridizovat“ stávající vozidlo. Spalovací motor, elektromotor generátor a převodovka jsou umístěny na stejné ose. Systém paralelního hybridního hnacího ústrojí obvykle používá jediný elektromotor/generátor. Součet jednotkového výkonu spalovacího motoru a výkonu elektromotoru-generátoru odpovídá plná síla. Tento koncept poskytuje vysoký stupeň zapůjčení komponent a dílů staré auto. U vozidel s pohonem všech kol s paralelním hybridním pohonem jsou všechna čtyři kola poháněna pomocí diferenciálu Torsen a rozdělovací převodovky.
Samostatný hybridní pohon
Systém split hybridního pohonu má kromě spalovacího motoru také elektromotor generátor. Oba motory jsou umístěny pod kapotou. Točivý moment spalovacího motoru, stejně jako z elektromotoru-generátoru, je přiváděn přes planetové soukolí do převodovky vozidla. Na rozdíl od paralelního hybridního pohonu takto nelze extrahovat součet jednotlivých výkonů pro pohon kol. Vyrobená energie je zčásti vynakládána na pohon vozu, zčásti se ve formě elektrické energie akumuluje ve vysokonapěťové baterii.
Sériová hybridní pohonná jednotka
Vůz je vybaven spalovacím motorem, generátorem a elektromotor-generátorem. Na rozdíl od obou dříve popsaných koncepcí však spalovací motor nemá schopnost samostatného pohonu vozu přes hřídel, případně přes převodovku. Výkon ze spalovacího motoru se nepřenáší na kola. Hlavní pohon vozu zajišťuje elektromotor generátor. Pokud je kapacita vysokonapěťové baterie příliš nízká, spalovací motor se spustí. Spalovací motor nabíjí vysokonapěťovou baterii přes generátor. Elektromotorgenerátor může být opět napájen vysokonapěťovou baterií.
Samostatná sekvenční hybridní pohonná jednotka
Hybridní hnací ústrojí dělené série je smíšenou formou dvou hybridních pohonů popsaných výše. Vůz je vybaven jedním spalovacím motorem a dvěma elektromotory-generátory. Pod kapotou je umístěn spalovací motor a první elektromotor generátor. Druhý elektromotor generátor je umístěn na zadní náprava. Tato koncepce se používá u vozidel s pohonem všech kol. Spalovací motor a první elektromotor generátor mohou pohánět převodovku vozidla přes planetové soukolí. A v tomto případě platí pravidlo, podle kterého nelze výkony jednoho pohonu brát za pohon kol v podobě celkového výkonu. V případě potřeby se aktivuje druhý generátor elektromotoru na zadní nápravě. V souvislosti s tímto provedením pohonu je vysokonapěťový akumulátor umístěn mezi oběma nápravami vozidla.
Další termíny a definice Zde budou stručně vysvětleny další termíny a definice často používané v souvislosti s technologií hybridního pohonu.
Zotavení. V obecný případ tento termín ve strojírenství znamená způsob, jak vrátit energii. Při rekuperaci dochází k přeměně dostupné energie jednoho druhu na jiný, využitý v následné formě energie. Potenciální chemická energie paliva se v převodu přeměňuje na kinetickou energii. Pokud je vůz brzděn klasickou brzdou, pak se přebytečná kinetická energie přeměňuje na tepelnou energii prostřednictvím tření brzd. Vzniklé teplo se odvádí do okolního prostoru, a proto je nemožné jej v budoucnu využít.
Pokud je naopak jako u technologie hybridního pohonu kromě klasických brzd použit generátor jako motorová brzda, pak se část kinetické energie přemění na energii elektrickou, a tím se stane dostupnou pro následné využití. Energetická bilance auto se zlepšuje. Tento druh regenerativního brzdění se nazývá regenerativní brzdění.
Jakmile se rychlost vozidla sníží zpomalením sešlápnutím brzdového pedálu v režimu naprázdno, nebo se vozidlo rozjede nebo se vozidlo pohybuje z kopce c Hybridní pohonný systém obsahuje elektromotor-generátor a využívá jej jako generátor.
V tomto případě nabíjí vysokonapěťovou baterii. Tedy v nuceném klidovém režimu
běží, je možné „tankovat“ automobily s elektrickým hybridním pohonem elektřinou.
Když auto jede, elektromotor-generátor, pracující v režimu generátoru,
přemění z pohybové energie na elektrickou energii jen takové množství energie, které
potřebné pro provoz 12V palubní sítě.
Elektromotor-generátor (elektrický stroj)
Místo pojmů generátor, elektromotor a startér se používá termín motor-generátor nebo elektrický stroj. Jako generátor lze v zásadě použít i jakýkoli elektromotor. Pokud je hřídel motoru poháněna externím pohonem, pak motor, stejně jako generátor, generuje elektrickou energii. Pokud je do elektrického stroje dodávána elektrická energie, pak funguje jako elektromotor. Elektromotorgenerátor elektrických hybridních vozidel tak nahrazuje konvenční spouštěč spalovacího motoru i konvenční generátor (generátor osvětlení).
Elektrický posilovač (E-boost)
Analogicky s funkcí Kickdown spalovacích motorů, kterou zpřístupňuje maximální výkon motoru, hybridní pohon má funkci elektrického akcelerátoru E-Boost. Při použití funkce motor-generátor a spalovací motor dodávají své maximální individuální výkony, které dohromady dávají vyšší celkový výkon. Součet jednotlivých výkonů obou typů motorů odpovídá celkovému výkonu převodovky.
Vlivem výkonových ztrát v elektromotor-generátoru je jeho výkon v generátorovém režimu nižší než v režimu trakčního motoru. Výkon elektromotoru-generátoru v motorovém režimu je 34 kW. Výkon elektromotoru-generátoru v generátorovém režimu je 31 kW. V Touaregu s hybridním pohonem má spalovací motor výkon 245 kW a elektromotor-generátor má výkon 31 kW. V režimu trakčního motoru vyrábí elektromotor-generátor výkonu 34 kW. Společně spalovací motor a elektromotor-generátor v režimu trakčního motoru vyvinou celkový výkon 279 kW.
Funkce start-stop
|
Technologie hybridního pohonu umožňuje v tomto provedení vozidla implementovat funkci Start-Stop. V případě běžného vozidla se systémem start-stop musí vozidlo zastavit, aby se vypnul spalovací motor (příklad: Passat BlueMotion). Na elektrický pohon však může jezdit i plně hybridní vozidlo. Tato funkce umožňuje systému StartStop vypnout spalovací motor, když je vozidlo v pohybu nebo setrvačností. Spalovací motor se zapíná podle potřeby. To se může stát v případě rychlé zrychlení, při jízdě vysokou rychlostí, s těžkým nákladem nebo při vysoký stupeň nízkonapěťová baterie. Když je vysokonapěťová baterie vysoce vybitá, může hybridní pohonný systém použít k nabíjení vysokonapěťové baterie spalovací motor v kombinaci s motorgenerátorem v režimu generátoru. V ostatních případech může plně hybridní vozidlo jezdit na elektrický pohon. Spalovací motor je v režimu zastavení. To platí také v případě pomalu jedoucího provozu, zastavení na semaforu, při jízdě v režimu přejíždění z kopce nebo když vozidlo jede. Když spalovací motor neběží, nespotřebovává palivo ani nevypouští škodlivé látky do atmosféry. Funkce start-stop integrovaná do systému hybridního pohonu zvyšuje efektivitu vozidla a šetrnost k životnímu prostředí. Když je spalovací motor v režimu zastavení, klimatizace může pokračovat v provozu. Kompresor klimatizace je prvkem vysokonapěťového systému. |
|
Argumenty ve prospěch hybridní technologie
Proč kombinujeme elektromotor-generátor se spalovacím motorem? Pro ubírání točivého momentu nesmí být otáčky spalovacího motoru nižší než volnoběžné otáčky. Při zastavení nemůže motor dodávat točivý moment. S rostoucí rychlostí otáčení spalovacího motoru se zvyšuje jeho točivý moment. Elektromotorgenerátor s prvními otáčkami produkuje maximální točivý moment. Nemá otáčky naprázdno. S rostoucími otáčkami klesá jeho točivý moment. Díky provozu elektromotoru-generátoru je u spalovacího motoru vyloučen nejtěžší provozní režim: v rozsahu pod volnoběžnými otáčkami. Díky podpoře elektromotoru-generátoru lze spalovací motor provozovat v účinnějších režimech. Toto posunutí bodu zatížení zvyšuje účinnost pohonné jednotky.
Proč používat plně hybridní pohon (pohon)?
Plně hybridní jednotka na rozdíl od jiných možností hybridního pohonu kombinuje funkci integrovaného systému Start-Stop, systému E-Boost, funkci rekuperace a možnost jízdy pouze na elektromotor (režim elektrické trakce).
Elektromotor-generátor
Elektromotor-generátor je umístěn mezi spalovacím motorem a automatickou převodovkou. On je synchronní motor třífázový proud. S pomocí síly elektronický modul konstantní tlak 288 V se převádí na třífázové střídavé napětí. Třífázové napětí vytváří v elektromotor-generátoru třífázové elektromagnetické pole.
vysokonapěťová baterie
Přístup k vysokonapěťové baterii je zajištěn přes podlahovou krytinu zavazadlový prostor. Je navržen jako modul a zahrnuje různé komponenty vysokonapěťového systému Touareg. Vysokonapěťový bateriový modul má hmotnost 85 kg a lze jej vyměnit pouze jako celek.
HV akumulátor nelze srovnávat s běžným akumulátorem 12 V. V běžném provozu se HV akumulátor používá v rozsahu volné úrovně nabití 20 % až 85 %. Běžná 12voltová baterie není schopna takové zátěže po dlouhou dobu unést. Proto je třeba vysokonapěťovou baterii považovat za provozní zásobník energie pro elektrický pohon. Stejně jako kondenzátor může ukládat a opět uvolňovat elektrickou energii. V zásadě lze rekuperaci, regeneraci energie, považovat za možnost natankování energie do auta za jízdy. Použití vysokonapěťové baterie v hybridním vozidle se vyznačuje střídavými cykly nabíjení (rekuperace) a vybíjení (jízda na elektrický pohon) vysokonapěťová baterie.
Příklad: Porovnáme-li energii vysokonapěťové baterie s energií generovanou spalováním paliva, pak množství energie, které baterie dokáže vyrobit, bude odpovídat cca 200 ml paliva. Tento příklad ukazuje, že na cestě k elektrickým vozidlům musí být baterie výrazně modernizovány, pokud jde o jejich schopnost ukládat energii.
Instalace hybridu elektrárny automobilky dosahují několika cílů. Za prvé je to snižování emisí oxidu uhličitého (CO₂), které je zdrojem skleníkový efekt na planetě a vést ke globálnímu oteplování. Za druhé, snížení nákladů na palivo, které nesou majitelé aut. A za třetí, zvýšení dynamiky zrychlení vozu díky dvěma zdrojům točivého momentu.
Prvních dvou výhod je dosaženo díky možnosti jízdy na elektrickou trakci (zejména v režimech, kde je nízká účinnost spalovacího motoru), režimu rekuperace brzdné energie (brždění elektromotorem, který pracuje v generátorovém režimu, vyrábějící elektřinu k dobití baterie), akcelerace pomocí spalovacího motoru a elektromotoru, vypínání spalovacího motoru při krátkých zastávkách (systémy start-stop).
Konstrukčně se to vše děje různými způsoby, takže i výsledný efekt je jiný.
Hybridní klasifikace
Obecně přijímaná klasifikace hybridů zahrnuje tři typy: sériový, paralelní a sériově paralelní.
- konstrukce, ve které spalovací motor (benzín nebo nafta) pohání pouze generátor. Spalovací motor v tomto schématu pracuje v režimu maximální úspory paliva. Elektrická energie generovaná generátorem je dodávána buď do trakčního motoru nebo do baterie. Elektromotor v tomto schématu přenáší přes převodovku požadovaný točivý moment na kola a v režimu brzdění funguje jako generátor dobíjející baterii (režim rekuperace brzdné energie). Takové hybridy jsou označeny zkratkou REEV (rozšířené elektrické vozidlo) nebo EREV (elektrické vozidlo s prodlouženým dojezdem).
Tento design má své výhody i nevýhody. Výhody tohoto schématu jsou konstantní ICE práce v nejhospodárnějším režimu, snadné ovládání a žádné složité přenášení. Z mínusů je třeba poznamenat nízkou účinnost mechanismu pro přenos energie ze spalovacího motoru na hnací kola automobilu. Tento design je použit v BMW i3 REx, sportovním kupé Cadillac ELR a Chevrolet Volt 2015 modelový rok, stejně jako například v autobusech s hybridními elektrárnami Toyota Coaster hybridní.
Paralelní design vyzbrojené spalovacím motorem a trakčním elektromotorem, které jsou spojeny s hnacími koly vozu. Elektromotor je napájen z baterie. Protože točivý moment od vstupní hřídel lze přímo přenášet na kola vozu, koeficient užitečná akce takový hybrid je vyšší. Toto schéma využívá jeden nebo dva elektromotory (generátor + trakční motor). V prvním případě může elektromotor pracovat jak v režimu generátoru, tak v režimu trakční motor. Ale v takovém schématu je konstrukce převodovky poměrně komplikovaná, protože točivý moment musí být přenášen na kola jak ze spalovacího motoru, tak z elektromotoru. Spalovací motor navíc nemůže neustále pracovat v ekonomickém režimu. Tato konstrukce pohonných jednotek má Modely Honda– Civic Hybrid, Insight a CR-Z.
Sériově paralelní provedení hybridní elektrárna kombinuje obě výše uvedená schémata. Díky tomuto kombinované schéma podařilo získat výhody obou systémů. V tomto případě se jedná o spalovací motor i elektromotor a v závislosti na jízdních podmínkách může vůz jet buď pouze na elektrickou trakci (do 1,5–2,0 km), nebo pouze na trakci ze spalovacího motoru. motor, nebo kola mohou také přijímat hnací energii z ICE az elektromotoru. Na Toyota u moci Instalace Toyota Hybridní systém využívá planetový dělič toku výkonu (točivého momentu), který pochází ze spalovacího motoru a lze jej flexibilně měnit, přičemž část energie se přenáší na generátor a část na kola vozu. Vyrobená elektřina v tomto případě může okamžitě sloužit jak k napájení motoru, tak k dobíjení baterií. Tento design byl implementován v řadě modely Toyota, včetně Prius, Yaris Hybrid, Auris Hybrid, Camry Hybrid, Avalon Hybrid, stejně jako Modely Lexus– CT 200h, IS 300h, GS 300h, GS 450h.
Kombinovaný hybrid se také používá v modely s pohonem všech kol. Jenže u nich jsou jako u modelů s předním pohonem poháněna kola přední nápravy výše popsaným kombinovaným systémem a pro pohon kol zadní nápravy je použit samostatný elektromotor. Tato konstrukce je mnohem jednodušší, bez složitého převodu kardanové převody a reduktory. Aplikuje se v SUV s pohonem všech kol, například v Toyota Highlander Hybridní a RAV4 Hybrid.
Plug-in hybridy
Dříve se mělo za to, že hybridy se mohou samy dobíjet pouze tehdy, když elektromotor běží v režimu generátoru (při regeneraci brzdné energie, při jízdě v režimu brzdění motorem atd.). Toyota však byla mezi prvními, kdo šel dále a učinil Prius dobíjecí. Tyto hybridy se nazývají plug-in hybrid (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV). Na palubě mají vysokokapacitní baterie (Toyota má lithium-iontové místo nikl-metal hydridu), které lze dobíjet z domácí elektrické zásuvky. Proto může plug-in hybrid jezdit pouze na elektrický pohon na dlouhé vzdálenosti - ne 1,5-2,0 km. a od 20 do 80 km a více.
Vážení krajané, dnes budeme mluvit o tom, co je hybridní motor v autě, jak funguje, z čeho se skládá, o výhodách a nevýhodách nového vývoje.
Ve většině případů se jako elektrárna používá spalovací motor, ale vzhledem k vyčerpávání zásob ropy a zvyšujícím se požadavkům na šetrnost motorů k životnímu prostředí vyvíjejí automobilky nové technologie, které by umožnily opustit uhlovodíky jako hlavním palivem nebo alespoň snížit jejich spotřebu.
Místo spalovacího motoru zatím není efektivní instalovat elektromotory, protože spotřeba energie baterií je spojena s velkou hmotností, a tedy s jejich vysokou cenou.
Téměř všichni největší světoví výrobci automobilů však již začali vyrábět své vlastní modely hybridních automobilů. Kombinují spalovací motor a elektrárnu.
Uznávaným lídrem ve vývoji a výrobě hybridních vozidel zůstává Toyota. Tento koncern uvedl na trh první hybrid v sérii již v roce 1997 a pokračuje ve výrobě několika dalších modelů spolehlivých vozů.
Hybrid - přeloženo do ruštiny jako křížení. Kombinace těchto dvou různých technologií bezpečně plní hlavní úkol - pohyb vozu.
Hybridní motor má za úkol uvést do pohybu spalovací motor, který dodává energii elektrárně: akumulátor-elektromotor. A elektrárna zase přes převodovku přenáší točivý moment na kola.
Tak je dosaženo optimálního způsobu pohybu a vzniká další síla. Kromě toho se vyrovnává špičková zatížení a výkyvy, v důsledku čehož se zvyšuje produktivita a efektivita.
hybridní motor. přístroj
Existuje několik možností pro hybridní motor:
- Paralelní. benzínový motor poháněné palivovou nádrží a elektromotorem z baterie. Výsledkem je, že dva motory roztáčí převodovku, která pak přenáší točivý moment na kola.
- Mikrohybridní. Tuto možnost vyvinuli specialisté Toyota. Jejich hybridní vůz startuje a pohybuje se v nízkých rychlostech pouze s pomocí elektrického pohonu. Ale při zvýšené rychlosti začne pracovat spalovací motor. Zároveň na obtížné oblasti silnice - stoupání, písek, hlína, jiné zatížení, elektromotor je navíc poháněn baterií pro paralelní provoz a zvýšenou trakci. Všechny tyto režimy jsou řízeny elektronikou.
- Střední hybrid. Takové auto má své vlastní vlastnosti - jízda na elektrický motor není poskytována. Elektrická trakce však výrazně zvyšuje účinnost díky příjmu více vysokého napětí než dává baterie, a to odpovídajícím způsobem zvyšuje výkon elektrárny jako celku.
- Plně hybridní. Zde je elektřina na prvním místě - díky ní je zajištěn pohyb. Baterie se dobíjí rekuperací. A oddělená spojka mezi oběma motory umožňuje tyto systémy oddělit. Díky tomu se benzínový motor zapíná pouze v nezbytně nutných případech.
- Oddělené. Obsahuje dvojici motor-generátor a benzínový motor. Přes planetová převodovka točivý moment je dodáván do převodovky. Část energie se spotřebuje na pohon vozu, zatímco zbytek se posílá do vysokonapěťové baterie.
- Konzistentní. Zde je schéma následující: benzinový motor otáčí generátorem, který nabíjí baterii, a z něj je energie dodávána do elektromotoru a již otáčí převodovku a ve skutečnosti kola.
Výhody a nevýhody hybridního automobilového motoru
Klady samozřejmě převažují, ale stejně jako u všech novinek se najdou i zápory. Běžnější je například benzinový hybridní motor, i když to není zpochybňováno.
Ale prostě se to stalo - technologie byla vyvinuta v Americe a tam motorová nafta není příliš vážená. Ano a hybrid dieselová jednotka by stál více a vzhledem k tomu, že cena je již nyní značně nadprůměrná, lze záležitost považovat za uzavřenou.
Nejvíc ze všeho jsou nadšenci do aut zmatení hybridním motorem kvůli baterii. Toto je velmi vrtošivá součást, jak to vyžaduje trvalý provoz V opačném případě se výrazně sníží jeho životnost.
Baterie se také bojí teplotních změn, samovybíjení. Navíc vysoké náklady na náhradní díly a opravy. A je nepravděpodobné, že to dokážete sami.
Ale pojďme se bavit o příjemných věcech. Jedna z hlavních výhod hybridního motoru nízký průtok palivo a minimální emise škodlivé látky do atmosféry a to vše díky:
- koordinovaná práce a elektromotor;
- použití baterie s velkou kapacitou;
- využití brzdné energie (regenerativní brzdění), která přeměňuje kinetickou energii pohybu na elektřinu.
Hybridní motor navíc nasbíral spoustu dalších novinek, které ušetří palivo a šetří atmosféru. Mezi nimi:
- změna časování ventilů;
- stop start;
- Recirkulace výfukových plynů;
- nemrznoucí topení s výfukovými plyny;
- elektrické vodní čerpadlo, klimatizace a;
- pneumatiky se zlepšeným odvalováním.
Znatelný efekt je pozorován při použití hybridního automobilu v městském cyklu, pokud existuje časté zastávky, motor běží na volnoběh.
Ale na dálnici, při jízdě s vysoká rychlost, hybridní motor již není tak účinný.
Na druhou stranu stejná baterie umožňuje jet delší dobu bez tankování. Baterii navíc nelze nabíjet, ale auto lze pouze natankovat palivem.
Motor díky počítačovému řízení pracuje vždy v optimálním režimu, ať se ho snažíte přetěžovat sebevíc.
Tato hybridní vozidla mohou často jezdit bez paliva. A liší se tím, že motor běží sotva slyšitelně.
Doufám, že vám článek pomůže najít správné řešení, pokud vyvstane otázka výběru vozu s hybridní pohonnou jednotkou.
Uvidíme se znova.
