موتور هیبریدی تاریخچه ایجاد و اصل عملیات

خودروسازان با نصب پیشرانه های هیبریدی به چندین هدف دست می یابند. اول، کاهش انتشار دی اکسید کربن (CO2) است که منبع آن است اثر گلخانه ایروی کره زمین و منجر به گرم شدن کره زمین شود. ثانیاً کاهش هزینه سوخت که بر عهده مالکان خودرو است. و سوم، افزایش دینامیک شتاب خودرو به دلیل دو منبع گشتاور.

دو مزیت اول به دلیل امکان حرکت بر روی کشش الکتریکی (به ویژه در حالت هایی که راندمان موتور احتراق داخلی کم است)، حالت بازیابی انرژی ترمز (ترمز توسط یک موتور الکتریکی که در حالت ژنراتور کار می کند، تولید برق حاصل می شود. برای شارژ باتری)، شتاب با استفاده از موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی، خاموش کردن موتور احتراق داخلی در هنگام توقف کوتاه (سیستم های استارت-استاپ).

از نظر ساختاری، همه اینها به روش های مختلف اتفاق می افتد، بنابراین اثر حاصل نیز متفاوت است.

طبقه بندی ترکیبی

طبقه بندی کلی پذیرفته شده هیبریدها شامل سه نوع سری، موازی و سری موازی است.

- طراحی که در آن موتور احتراق داخلی(بنزین یا گازوئیل) فقط ژنراتور را به حرکت در می آورد. موتور احتراق داخلی در این طرح در حالت حداکثر مصرف سوخت کار می کند. الکتریسیته تولید شده توسط ژنراتور یا به موتور کششی یا به موتور می رسد باتری. موتور الکتریکی در این طرح گشتاور مورد نیاز را از طریق گیربکس به چرخ ها منتقل می کند و در حالت ترمز به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و باتری را شارژ می کند (حالت بازیابی انرژی ترمز). چنین هیبریدی هایی با علامت اختصاری REEV (خودروی الکتریکی با برد طولانی) یا EREV (خودروی الکتریکی با برد طولانی) مشخص می شوند.

این طراحی مزایا و معایب خود را دارد. مزایای این طرح هستند شغل تمام وقت ICE در اقتصادی ترین حالت، سهولت کار و عدم وجود یک انتقال پیچیده. از معایب باید به راندمان کم مکانیزم انتقال انرژی از موتور احتراق داخلی به چرخ های محرک خودرو اشاره کرد. این طرح در بی ام و i3 REx، کادیلاک ELR اسپرت کوپه و شورولت ولت 2015 مدل سالو همچنین در اتوبوس هایی با نیروگاه های هیبریدی، به عنوان مثال زیر لیوانی تویوتاترکیبی.

طراحی موازی مجهز به یک موتور احتراق داخلی و یک موتور الکتریکی کششی که به چرخ های محرک خودرو متصل می شوند. موتور الکتریکی توسط یک باتری تغذیه می شود. چون گشتاور از شفت ورودیمی تواند به طور مستقیم به چرخ های ماشین منتقل شود، ضریب اقدام مفیدچنین هیبریدی بالاتر است. این طرح از یک یا دو موتور الکتریکی (ژنراتور + موتور کششی) استفاده می کند. در حالت اول، موتور الکتریکی می تواند هم در حالت ژنراتور و هم در حالت کار کند موتور کششی. اما در چنین طرحی، طراحی انتقال نسبتاً پیچیده است، زیرا گشتاور باید هم از موتور احتراق داخلی و هم از موتور الکتریکی به چرخ ها منتقل شود. علاوه بر این، موتور احتراق داخلی نمی تواند همیشه در حالت اقتصادی کار کند. این طرح از واحدهای قدرت دارند مدل های هوندا– Civic Hybrid، Insight و CR-Z.

طراحی سری موازی نیروگاه هیبریدی هر دو طرح فوق را ترکیب می کند. با تشکر از این طرح ترکیبیموفق به کسب مزایای هر دو سیستم شد. در این حالت، هم موتور احتراق داخلی و هم موتور الکتریکی وجود دارد و بسته به شرایط رانندگی، خودرو می تواند فقط با کشش الکتریکی (حداکثر 1.5-2.0 کیلومتر) یا فقط با کشش از احتراق داخلی حرکت کند. موتور، یا چرخ‌ها نیز می‌توانند انرژی حرکتی را از ICE و از یک موتور الکتریکی دریافت کنند. در تویوتا نیروگاه تویوتا هیبریدیسیستم از یک تقسیم‌کننده جریان سیاره‌ای (گشتاور) استفاده می‌کند که از یک موتور احتراق داخلی می‌آید و می‌تواند به طور انعطاف‌پذیر تغییر کند، بخشی از انرژی را به ژنراتور و بخشی را به چرخ‌های خودرو منتقل می‌کند. الکتریسیته تولید شده در این حالت می تواند بلافاصله هم برای تغذیه موتور برق و هم برای شارژ مجدد باتری ها مصرف شود. این طرح در تعدادی اجرا شده است مدل های تویوتااز جمله پریوس، یاریس هیبریدی، اوریس هیبرید، کمری هیبرید، آوالون هیبرید و همچنین مدل های لکسوس– CT 200h, IS 300h, GS 300h, GS 450h.

ترکیب ترکیبی نیز در مدل های تمام چرخ متحرک. اما در آنها چرخ های محور جلو توسط مواردی که در بالا توضیح داده شد رانده می شوند سیستم ترکیبی، همانطور که در مدل های محرک چرخ جلوو برای چرخ محرک محور عقبموتور جداگانه استفاده می شود. این طراحی بسیار ساده تر است، بدون انتقال پیچیده با چرخ دنده های کاردانو کاهنده ها در اعمال می شود SUV های تمام چرخ متحرکبه عنوان مثال، در تویوتا هایلندرهیبریدی و راو4 هیبریدی.

پلاگین هیبرید

قبلاً تصور می شد که هیبریدی ها فقط زمانی می توانند خود را شارژ کنند که موتور الکتریکی در حالت ژنراتور کار می کند (در طول بازسازی انرژی ترمز، هنگام رانندگی در حالت ترمز موتور و غیره). اما تویوتا جزو اولین کسانی بود که پا را فراتر گذاشت و پریوس را قابل شارژ کرد. این هیبریدها نامیده می شوند پلاگین هیبریدی(خودروی برقی هیبریدی پلاگین، PHEV). آنها دارای باتری های با ظرفیت بالا در داخل هواپیما هستند (تویوتا به جای هیدرید نیکل-فلز لیتیوم یون دارد)، که می تواند از یک پریز برق خانگی شارژ شود. بنابراین، پلاگین هیبریدی فقط می تواند با نیروی الکتریکی در مسافت های طولانی حرکت کند - نه 1.5-2.0 کیلومتر. و از 20 تا 80 کیلومتر و بیشتر.

چرا می خواهیم با شما در مورد چگونگی کارکرد آن بحث کنیم موتور هیبریدی? مسئله این است که امروزه در بیشتر زمینه های زندگی ما تعامل فناوری های مختلف وجود دارد که در نتیجه بیشتر می شود روش های موثر، دستگاه ها و مکانیسم ها. موتورهای وسیله نقلیه عزیزمان هم کنار نماندند. در این صفحه در مورد اصول عملکرد، مزایا و معایب چنین واحدهایی صحبت خواهیم کرد.

چگونه یک موتور هیبریدی کار می کند - به زبان ساده در مورد فن آوری های جدید

اگر قبلاً در مورد اختلاط فناوری‌ها شروع کرده‌ایم، باید توضیح دهیم که چگونه این موضوع در مورد موضوعی که به آن پرداختیم نیز صدق می‌کند. موتور هیبریدی نیز دو نوع را ترکیب می کند: سوخت (بنزینی / دیزل) و الکتریکی. این کوکتل البته ناقص است، اما چیزهای مثبت زیادی به زندگی رانندگان آورده است. اما در مورد آن در زیر بیشتر است، اما ابتدا باید اصل عملکرد یک موتور هیبریدی را از هم جدا کنید.

بخش سوخت چنین موتوری می تواند همراه با موتور الکتریکی کار کند، اما امکان اجرای چرخه های کاملاً مستقل نیز وجود دارد. البته خودروهای با موتور هیبریدی مجهز به کامپیوترهایی هستند که به درستی بار را روی هر دو قسمت تقسیم می کنند. بنابراین، در خارج از شهر، جایی که قدرت واحد برق مهم است، بنزین یا تکنولوژی دیزلعلاوه بر این، گازهای خروجی اگزوز برای انسان در بزرگراه چندان مضر نیستند.

اما در شهر، قطعه الکتریکی عمدتاً کار می کند، زیرا این گزینه تمیزتر و مقرون به صرفه تر است. خودروهای با موتور هیبریدی قادر به خدمت رسانی به خود هستند، این در مورد قسمت الکتریکی موتور صدق می کند. قطعه الکتریکی در حالی که یکی از سوخت کار می کند بیکار نمی ماند، انرژی تولید شده را جمع می کند تا بعداً دوباره از آن استفاده کند.

زمانی که هر دو عنصر موتور به طور همزمان کار می کنند، به عنوان مثال، در هنگام شتاب گیری، زمانی که خودرو به هزینه های انرژی زیادی نیاز دارد، منتفی نیست.

دستگاه موتور هیبریدی - شرح مدار

موتور هیبریدی به چه معناست، به طور خلاصه تحلیل کردیم. اکنون می خواهم کمی عمیق تر بروم و طرح آن را در نظر بگیرم. لازم به ذکر است که تعداد آنها به سه نفر می رسد. بنابراین، بیایید با ساده ترین، که کمترین علاقه را برای ما دارد شروع کنیم - این یک ترکیب متوالی است. موتور الکتریکی شرکت کننده اصلی در راه اندازی و حرکت چرخ های وسیله نقلیه است، اما (ICE) تنها توسط آن پشتیبانی می شود، ژنراتور را می چرخاند.

برای خودروی امروزی، چنین دستگاه موتور هیبریدی وجود نخواهد داشت بهترین گزینهبه هر حال، باتری های جادار، موتورهای احتراق داخلی با ظرفیت کم مورد نیاز است و خود خودرو کند و دست و پا چلفتی خواهد بود. اگرچه هنوز در میان ناوگان خودرویی نمایندگانی وجود دارد، به عنوان مثال، شورلتولت. اما به دلیل مولفه الکتریکی غالب، تمام معایب خودروهای الکتریکی را دارد، حداقل مسافت پیموده شده را به یک بار شارژ باتری وابستگی کنید، اما این به تدریج با استفاده از توربو ICE حل می شود.

مدارهای زیر موازی و مختلط نامیده می شوند. طرح مختلط اغلب در یافت می شود لکسوسو یک تعامل نزدیک بین موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی است. آنها با هم کار می کنند، ماشین را به حرکت در می آورند، اصل کار به گونه ای ساخته شده است که حتی گیربکس هم بدون پله است، دور از آنچه ما به آن عادت کرده ایم. چنین گزینه هایی بسیار مدرن هستند، اما بسیار گران هستند.

اما طرحی که ما به آن عادت کرده ایم موازی نامیده می شود و کاملا رایج است. موتور الکتریکی در اینجا، اگرچه پیشرو نیست، اما دستیار ضروری، بیمه موتور احتراق داخلی در مواقع نیاز به نیروی اضافی. باتری ها بزرگ و جادار نیستند که باعث می شود در هنگام رانندگی به راحتی شارژ شوند و همیشه آماده پاسخگویی به درخواست هستند.

ماشین هیبریدی - مزایا و معایب

اطلاعات بدون نشان دادن مثبت و ناقص خواهد بود جنبه های منفی موتورهای هیبریدی. البته، مزایا بیشتری وجود خواهد داشت، اما معایبی نیز وجود دارد، همانطور که در هر چیز جدید و کمی مطالعه شده توسط مصرف کننده وجود دارد. به عنوان مثال، به دلایلی، رایج ترین هیبرید موتور گازسوز، اگر چه همه مدتهاست که اقتصاد و قدرت بزرگ"دیزل". اما در اینجا هیچ رازی وجود ندارد ، زیرا اولاً این فناوری در خارج از کشور توسعه یافته است ، یعنی. در آمریکا، و در آنجا هنوز با سوخت دیزل آشنا نیستند. ثانیاً، هزینه هیبریدی حتی بیشتر است، اگرچه قیمت چنین فناوری هایی در حال حاضر بسیار بالاتر از حد متوسط ​​است.

کمی شک توسط هیبریدی ها به دلیل موتور الکتریکی ایجاد می شود، یعنی. باتری های آن این یک عنصر نسبتاً هوس انگیز است که نیاز دارد عملیات دائمی، در غیر این صورت عمر موتور هیبریدی دقیقاً به دلیل آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این افراط دما را تحمل نمی کند، می تواند خود تخلیه شود و در آینده ابهاماتی در دفع آن وجود دارد.. همچنین، سایه ای بر شهرت موتورهای مخلوط نه تنها به دلیل هزینه بالای آنها، بلکه به دلیل هزینه بالای قطعات و در صورت لزوم تعمیرات نیز ایجاد می شود. و انجام آن به تنهایی غیرممکن است.

خوب، حالا می توانیم در مورد چیزهای خوشایند صحبت کنیم. ما می توانیم با خیال راحت در مورد سازگاری با محیط زیست و اقتصاد صحبت کنیم، این حداقل بر اساس ماهیت دوگانه واحد درست است. وجود باتری به شما امکان می دهد بدون سوخت گیری طولانی تر رانندگی کنید و در همه چیز صرفه جویی کنید شاخص های فنیبه روز. این باتری نیازی به شارژ ندارد، خودرو فقط با سوخت شارژ می شود. موتور، به لطف کامپیوتر، همیشه کار می کند حالت بهینهمهم نیست که چگونه سعی می کنید به او "تجاوز" کنید. گاهی اوقات چنین خودروهایی می توانند بدون سوخت حرکت کنند و همچنین با سرعت کم خود متمایز می شوند ، موتور به سختی قابل شنیدن است.

چگونه کار می کند، نمونه Touareg را با یک پیشرانه هیبریدی در نظر بگیرید.

اصطلاح «فناوری هیبریدی» به چه معناست؟

اصطلاح "هیبرید" از کلمه لاتین hybrida سرچشمه گرفته و به معنای چیزی متقاطع یا مخلوط است. در مهندسی، هیبرید سیستمی است که در آن دو فن آوری های مختلف. در ارتباط با مفاهیم درایو، اصطلاح فناوری درایو هیبریدی برای اشاره به دو جهت استفاده می شود: دو ظرفیتی (یا دوگانه سوز) واحد قدرتپیشرانه هیبریدی

چه زمانی تکنولوژی هیبریدیدرایو آن ترکیبی از دو واحد قدرت مختلف است که عملکرد آنها بر اساس اصول مختلفاقدامات. در حال حاضر، فناوری درایو هیبریدی به معنای ترکیبی از یک موتور احتراق داخلی و یک موتور-ژنراتور الکتریکی (ماشین الکتریکی) است. از این ماشین الکتریکی می توان به عنوان ژنراتور برای تولید انرژی الکتریکی، موتور کششی برای راندن خودرو و استارت برای راه اندازی موتور احتراق داخلی استفاده کرد. بسته به اجرای ساختار اصلی، سه نوع واحد قدرت هیبریدی متمایز می شود: به اصطلاح. واحد قدرت "microhybrid" به اصطلاح. واحد قدرت "هیبرید متوسط" به اصطلاح. پیشرانه "هیبریدی کامل".

پیشرانه "میکرو هیبریدی".

در این مفهوم درایو، جزء الکتریکی (استارت/ دینام) به طور انحصاری برای اجرای تابع شروع-ایست استفاده می شود. بخشی از انرژی جنبشی را می توان دوباره به عنوان انرژی الکتریکی (بازیابی) استفاده کرد. رانندگی فقط از طریق کشش الکتریکی ارائه نشده است. پارامترهای باتری فایبرگلاس 12 ولتی با شروع مکرر موتور سازگار است.

درایو "هیبرید متوسط".

درایو الکتریکی از عملکرد موتور احتراق داخلی پشتیبانی می کند. حرکت ماشین فقط در کشش الکتریکی غیرممکن است. با درایو «هیبرید متوسط»، بیشتر انرژی جنبشی در طول ترمز بازسازی می شود و به عنوان انرژی الکتریکی در یک باتری ولتاژ بالا ذخیره می شود. باتری ولتاژ بالا و همچنین قطعات الکتریکی برای بالاتر طراحی شده است ولتاژ الکتریکیو در نتیجه بیشتر قدرت بالا. به لطف پشتیبانی از موتور ژنراتور الکتریکی، حالت کار موتور گرماییرا می توان به منطقه حداکثر بازده منتقل کرد. این جابجایی نقطه بار نامیده می شود.

پیشرانه "هیبریدی کامل".

یک موتور الکتریکی قدرتمند با یک موتور احتراق داخلی ترکیب شده است. فقط درایو الکتریکی امکان پذیر است. ژنراتور موتور الکتریکی، اگر شرایط اجازه دهد، از عملکرد موتور احتراق داخلی پشتیبانی می کند. حرکت از سرعت کمفقط در کشش الکتریکی انجام می شود. تابع Startstop برای موتور احتراق داخلی اجرا شده است. ریکاوری برای شارژ باتری ولتاژ بالا استفاده می شود. به لطف کلاچ جداکننده بین موتور احتراق داخلی و موتور-ژنراتور الکتریکی، می توان از جدایی هر دو سیستم اطمینان حاصل کرد. موتور احتراق داخلی فقط در صورت لزوم به کار متصل می شود.

مبانی فناوری هیبریدی

سیستم های انتقال قدرت هیبریدی کامل به سه زیر گروه تقسیم می شوند: پیشرانه هیبریدی موازی، پیشرانه اسپلیت (با جریان های قدرت تقسیم شده) و پیشرانه هیبریدی سری.

پیشرانه هیبریدی موازی

اجرای موازی نیروگاه هیبریدی ساده است. در مواقعی که لازم است "هیبریداسیون" استفاده شود وسیله نقلیه موجود. موتور احتراق داخلی، ژنراتور موتور الکتریکی و گیربکس در یک محور قرار دارند. به طور معمول، یک سیستم انتقال قدرت هیبریدی موازی از یک موتور/ژنراتور الکتریکی استفاده می کند. مجموع توان واحد موتور احتراق داخلی و قدرت موتور ژنراتور الکتریکی مربوط به قدرت کامل. این مفهوم درجه بالایی از اجزا و قطعات قرض گرفتن را فراهم می کند ماشین قدیمی. در خودروهای چهار چرخ محرکبا یک پیشرانه هیبریدی موازی، هر چهار چرخ توسط یک دیفرانسیل تورسن و جعبه انتقال هدایت می شوند.

درایو هیبریدی مجزا

سیستم محرک هیبریدی اسپلیت علاوه بر موتور احتراق داخلی، یک ژنراتور موتور الکتریکی نیز دارد. هر دو موتور زیر کاپوت قرار دارند. گشتاور موتور احتراق داخلی، و همچنین از موتور الکتریکی، از طریق چرخ دنده سیاره ایبه گیربکس خودرو عرضه می شود. در مقابل یک درایو هیبریدی موازی، نمی‌توان مجموع قدرت‌های تکی برای محرک چرخ را به این روش استخراج کرد. نیروی تولید شده تا حدی صرف رانندگی خودرو می شود، تا حدی به شکل انرژی الکتریکی در یک باتری ولتاژ بالا جمع می شود.

پیشرانه هیبریدی سری

این خودرو به یک موتور احتراق داخلی، یک ژنراتور و یک موتور-ژنراتور الکتریکی مجهز است. با این حال، برخلاف هر دو مفهومی که قبلاً توضیح داده شد، موتور احتراق داخلی این توانایی را ندارد که به طور مستقل خودرو را از طریق شفت یا از طریق جعبه دنده هدایت کند. نیروی موتور احتراق داخلی به چرخ ها منتقل نمی شود. محرک اصلی خودرو توسط یک ژنراتور موتور الکتریکی انجام می شود. اگر ظرفیت باتری فشار قوی خیلی کم باشد، موتور احتراق داخلی روشن می شود. موتور احتراق داخلی باتری ولتاژ بالا را از طریق ژنراتور شارژ می کند. ژنراتور موتور الکتریکی دوباره می تواند توسط باتری ولتاژ بالا تغذیه شود.

پیشرانه هیبریدی متوالی جداگانه

پیشرانه هیبریدی سری اسپلیت فرم ترکیبی از دو محرک هیبریدی است که در بالا توضیح داده شد. این خودرو به یک موتور احتراق داخلی و دو موتور-ژنراتور الکتریکی مجهز است. موتور احتراق داخلی و اولین ژنراتور موتور الکتریکی در زیر کاپوت قرار دارند. دومین ژنراتور موتور الکتریکی در محور عقب قرار دارد. این مفهوم برای وسایل نقلیه تمام چرخ متحرک استفاده می شود. موتور احتراق داخلی و اولین ژنراتور موتور الکتریکی می توانند گیربکس خودرو را از طریق یک چرخ دنده سیاره ای به حرکت در آورند. و در این مورد، این قاعده اعمال می شود که بر اساس آن نمی توان قدرت های تک محرکه را برای چرخ درایو به صورت کل قدرت گرفت. دومین ژنراتور موتور الکتریکی در محور عقب در صورت نیاز فعال می شود. در ارتباط با این طراحی درایو، باتری فشار قوی بین هر دو محور خودرو قرار دارد.

اصطلاحات و تعاریف دیگر سایر اصطلاحات و تعاریف که اغلب در ارتباط با فناوری درایو هیبریدی استفاده می شود در اینجا به اختصار توضیح داده می شود.

بهبود. که در مورد کلیاین اصطلاح در مهندسی به معنای راهی برای بازگشت انرژی است. در طول بازیابی، انرژی موجود از یک نوع به دیگری تبدیل می شود که در شکل بعدی انرژی استفاده می شود. انرژی شیمیایی بالقوه سوخت در انتقال به انرژی جنبشی تبدیل می شود. اگر خودرو توسط یک ترمز معمولی ترمز شود، انرژی جنبشی اضافی از طریق اصطکاک ترمزها به انرژی گرمایی تبدیل می شود. گرمای حاصل در فضای اطراف پخش می شود و بنابراین استفاده از آن در آینده غیرممکن است.

اگر برعکس، مانند فناوری درایو هیبریدی، علاوه بر ترمزهای کلاسیک، از ژنراتور به عنوان ترمز موتور نیز استفاده شود، بخشی از انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و بنابراین برای استفاده بعدی در دسترس می‌شود. تعادل انرژیماشین در حال بهبود است به این نوع ترمزهای احیا کننده، ترمز احیا کننده گفته می شود.

به محض اینکه سرعت وسیله نقلیه با کاهش سرعت با فشردن پدال ترمز در حالت بیکار کاهش یافت، یا خودرو در حال حرکت در ساحل یا حرکت خودرو در سراشیبی است. سیستم محرک هیبریدی شامل یک موتور-ژنراتور الکتریکی است و از آن به عنوان ژنراتور استفاده می کند.

در این حالت باتری ولتاژ بالا را شارژ می کند. بنابراین در حالت بیکار اجباری
در حال اجرا، امکان "سوخت گیری" خودروها با درایو هیبریدی الکتریکی با برق وجود دارد.
هنگامی که خودرو در حال حرکت است، موتور ژنراتور الکتریکی که در حالت ژنراتور کار می کند،
تنها مقداری از انرژی را از انرژی حرکت به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که
برای بهره برداری از شبکه 12 ولتی آنبرد مورد نیاز است.

موتور ژنراتور الکتریکی (ماشین الکتریکی)

به جای اصطلاحات ژنراتور، موتور الکتریکی و استارت از عبارت موتور ژنراتور یا ماشین الکتریکی استفاده می شود. اصولاً از هر موتور الکتریکی می توان به عنوان ژنراتور نیز استفاده کرد. اگر شفت موتور توسط یک درایو خارجی هدایت شود، موتور مانند یک ژنراتور انرژی الکتریکی تولید می کند. اگر انرژی الکتریکی به ماشین الکتریکی داده شود، مانند یک موتور الکتریکی کار می کند. بنابراین، ژنراتور موتور الکتریکی خودروهای هیبریدی الکتریکی جایگزین استارت موتور احتراقی معمولی و همچنین ژنراتور معمولی (ژنراتور روشنایی) می شود.

تقویت کننده الکتریکی (E-boost)

با قیاس با عملکرد Kickdown موتورهای احتراق داخلی که در دسترس قرار می گیرد حداکثر قدرتموتور، درایو هیبریدی عملکرد شتاب دهنده الکتریکی E-Boost را دارد. هنگام استفاده از عملکرد، موتور ژنراتور و موتور احتراقی حداکثر توان فردی خود را ارائه می دهند که مجموعاً بیش از ارزش بالاحداکثر قدرت. مجموع قدرت های هر دو نوع موتور با قدرت کل گیربکس مطابقت دارد.

به دلیل تلفات برق در موتور ژنراتور، توان آن در حالت ژنراتور کمتر از حالت است. موتور کششی. قدرت موتور ژنراتور الکتریکی در حالت موتور 34 کیلو وات است. توان موتور ژنراتور برق در حالت ژنراتور 31 کیلو وات است. در Touareg با درایو هیبریدی، موتور احتراق داخلی 245 کیلو وات و موتور ژنراتور الکتریکی دارای خروجی 31 کیلووات است. در حالت موتور کششی، موتور ژنراتور الکتریکی 34 کیلو وات نیرو تولید می کند. موتور احتراق داخلی و موتور ژنراتور الکتریکی در حالت موتور کششی مجموعا 279 کیلووات قدرت تولید می کنند.

عملکرد Start-stop

فناوری درایو هیبریدی امکان پیاده سازی عملکرد Start-Stop را در طراحی این خودرو فراهم می کند. چه زمانی ماشین معمولیبا Start-Stop، خودرو باید برای خاموش کردن موتور احتراقی متوقف شود (مثال: Passat BlueMotion). با این حال، یک خودروی تمام هیبریدی می تواند با نیروی الکتریکی نیز کار کند. این ویژگی به سیستم StartStop اجازه می دهد تا موتور احتراق داخلی را هنگام حرکت یا در حال حرکت خودرو خاموش کند. موتور احتراق داخلی بسته به نیاز روشن می شود. این ممکن است در صورت اتفاق بیفتد شتاب سریع، هنگام حرکت به سرعت بالا، با بار زیاد یا در درجه بالاباتری ولتاژ پایین هنگامی که باتری ولتاژ بالا به شدت تخلیه می شود، سیستم محرک هیبریدی می تواند از موتور احتراق داخلی در ترکیب با ژنراتور موتور در حالت ژنراتور برای شارژ باتری ولتاژ بالا استفاده کند. در موارد دیگر، یک خودروی هیبریدی کامل ممکن است با نیروی الکتریکی کار کند. موتور احتراق داخلی در حالت توقف است. این همچنین در مورد ترافیک آهسته در حال حرکت، توقف در چراغ راهنمایی، هنگام رانندگی در حالت سراشیبی در سراشیبی، یا زمانی که وسیله نقلیه در حال حرکت است، صادق است. هنگامی که یک موتور احتراق داخلی کار نمی کند، سوخت مصرف نمی کند و مواد مضر را در جو منتشر نمی کند. عملکرد start-stop که در سیستم محرک هیبریدی ادغام شده است، کارایی خودرو و سازگاری با محیط زیست را افزایش می دهد. در حالی که موتور احتراقی در حالت توقف است، کولر گازی می تواند به کار خود ادامه دهد. کمپرسور تهویه کننده هواعنصری از سیستم ولتاژ بالا است.

استدلال به نفع فناوری هیبریدی

چرا یک موتور-ژنراتور الکتریکی را با یک موتور احتراق داخلی ترکیب می کنیم؟ برای از بین بردن گشتاور، سرعت چرخش موتور احتراق داخلی نباید کمتر از سرعت دور آرام باشد. در صورت توقف، موتور نمی تواند گشتاور تولید کند. با افزایش سرعت چرخش یک موتور احتراق داخلی، گشتاور آن افزایش می یابد. ژنراتور موتور الکتریکی با اولین دورها حداکثر گشتاور را تولید می کند. سرعت بیکار ندارد. با افزایش سرعت، گشتاور آن کاهش می یابد. به لطف عملکرد موتور-ژنراتور الکتریکی، دشوارترین حالت عملکرد از موتور احتراق داخلی حذف می شود: در محدوده زیر سرعت بیکار. به لطف پشتیبانی از موتور-ژنراتور الکتریکی، موتور احتراق داخلی می تواند در حالت های کارآمدتر کار کند. این جابجایی نقطه بار باعث افزایش راندمان واحد قدرت می شود.

چرا از یک پیشرانه کامل هیبریدی (درایو) استفاده کنیم؟

پر شده واحد هیبریدیبر خلاف سایر گزینه های درایو هیبریدی، عملکرد سیستم یکپارچه Start-Stop، سیستم E-Boost، عملکرد بازیابی و امکان رانندگی فقط بر روی موتور الکتریکی (حالت کشش الکتریکی) را ترکیب می کند.

موتور ژنراتور الکتریکی

موتور-ژنراتور الکتریکی بین موتور احتراق داخلی و گیربکس اتوماتیک قرار دارد. او هست موتور سنکرونجریان سه فاز با کمک زور ماژول الکترونیکی فشار ثابت 288 ولت به ولتاژ متناوب سه فاز تبدیل می شود. ولتاژ سه فاز یک میدان الکترومغناطیسی سه فاز در موتور ژنراتور الکتریکی ایجاد می کند.

باتری ولتاژ بالا

دسترسی به باتری ولتاژ بالا از طریق پوشش کف فراهم می شود محفظه چمدان. این به عنوان یک ماژول طراحی شده است و شامل اجزای مختلف سیستم فشار قوی Touareg می باشد. ماژول باتری ولتاژ بالا دارای وزن 85 کیلوگرم است و فقط به صورت مونتاژ قابل تعویض است.

باتری ولتاژ بالا را نمی توان با یک باتری 12 ولت معمولی مقایسه کرد. حالت عادیعملکرد، باتری ولتاژ بالا در محدوده آزاد سطح شارژ از 20٪ تا 85٪ فعال می شود. یک باتری 12 ولتی معمولی قادر به حمل چنین بارهایی برای مدت طولانی نیست. بنابراین، یک باتری ولتاژ بالا باید به عنوان یک وسیله ذخیره انرژی عملیاتی برای یک درایو الکتریکی در نظر گرفته شود. مانند یک خازن، می تواند انرژی الکتریکی را دوباره ذخیره و آزاد کند. در اصل بازیابی، بازسازی انرژی را می توان به عنوان امکان سوخت گیری با انرژی خودرو در حین رانندگی در نظر گرفت. استفاده از باتری ولتاژ بالا در خودروهای هیبریدی با چرخه های متناوب شارژ (بازیابی) و دشارژ (رانندگی در) مشخص می شود. درایو الکتریکی) باتری ولتاژ بالا.

مثال: اگر انرژی یک باتری ولتاژ بالا را با انرژی حاصل از سوزاندن سوخت مقایسه کنیم، مقدار انرژی که باتری می تواند تولید کند با حدود 200 میلی لیتر سوخت مطابقت دارد. این مثال نشان می دهد که در مسیر وسایل نقلیه الکتریکی، باتری ها باید به طور قابل توجهی از نظر توانایی ذخیره انرژی ارتقاء یابند.

در سال های اخیر، مردم به طور جدی در مورد بوم شناسی سیاره فکر می کنند. و خودروسازان مایل به حمایت از این روند با ایجاد وسایل نقلیه ای هستند که با سوخت های سازگار با محیط زیست کار می کنند. در مورد وسایل نقلیه برقی، پس از همه، آنها هنوز به طور جدی مورد توجه قرار نگرفته اند. چیزی که نمی توان در مورد اتومبیل های هیبریدی گفت که به طور فزاینده ای محبوب می شوند.

چه اتفاقی افتاده است خودروی هیبریدی. مزایا و معایب یک هیبرید

خودروی هیبریدی چیست؟ کلمه هیبرید از کلمه لاتین "hybrida" گرفته شده است که به معنای مخلوط است. یعنی ارگانیسمی که از تلاقی اشکال مختلف والدین از نظر ژنتیکی به دست می آید. در مورد ما، اشکال والد، و موتور الکتریکی هستند. در یک جمله: خودروی هیبریدی وسیله نقلیه ای است که از یک موتور الکتریکی موتور احتراق نیرو می گیرد که بسیار مقرون به صرفه است. این واحد می تواند هم با سوخت سنتی و هم برق از باتری ها تغذیه شود.

هر کدام از موتورها عملکرد خاص خود را دارند. به عنوان مثال: اگر ماشین ایستاده باشد، به عنوان مثال، در ترافیک، یا به آرامی حرکت کند، موتور الکتریکی کار می کند. وقتی ماشین سرعت می گیرد، موتور بنزینی وارد کار می شود.

مزایای خودروهای هیبریدی

مزیت اصلی خودروهای هیبریدی این است که آنها بسیار مقرون به صرفه هستند. به عنوان یک قاعده، مصرف سوخت آنها 25٪ کمتر از خودروهای معمولی است. و در مقابل افزایش روزافزون قیمت بنزین، این کالا از همه مهمتر است.

نکته مهم بعدی دوستی با محیط زیست است. هیبریدها آسیب کمتری به اکوسیستم ما وارد می کنند ماشین های معمولی. این امر با مصرف منطقی تر سوخت حاصل می شود. همچنین با توقف کامل خودرو، موتور بنزینی از کار می افتد و ابتکار عمل را به موتور الکتریکی می دهد. یعنی در طول توقف، انتشار دی اکسید کربن در جو عملاً رخ نمی دهد.

برخلاف باتری های EV، در هیبریدی ها، باتری ها را می توان از موتور بنزینی شارژ کرد. که ذخیره انرژی آن را بسیار زیاد می کند. علاوه بر این، بدون سوخت گیری با بنزین، دوام بیشتری دارد.

بسیاری از مردم فکر می کنند که هیبریدها، از نظر عملکرد، بسیار پایین تر هستند ماشین های سنتی. این اشتباه است. همه ویژگی های مورد نیاز(قدرت، شتاب صفر تا صد و غیره)، بدتر نیستند.

بهترین چیز، خودروهای هیبریدیاحساس در چرخه شهری، که در آن بسیار وجود دارد توقف های مکررو موتور بسیار کار می کند بیکار. عملاً در شهر مانند یک ماشین الکتریکی کار می کند. اگر در مورد صحبت کنید چرخه ترکیبی، در اینجا مزیت خاصی ندارند.

تویوتا پریوس- محبوب ترین "هیبرید" در روسیه.

همانطور که قبلاً ذکر شد ، اگر ماشین ثابت باشد ، به حالت کار موتور الکتریکی می رود. که تقریباً بی‌صدایی کامل می‌دهد.

خوب، یک ماشین هیبریدی با هیدروکربن های معمولی سوخت می شود، یعنی بنزین. همه چیز به روشی استاندارد مانند خودروهای سنتی انجام می شود.

معایب خودروهای هیبریدی

هیچ چیز کامل نیست و در اینجا نیز معایبی وجود دارد. و نکته اصلی این است که تعمیر اتومبیل های هیبریدی یک مرتبه گرانتر از تعمیر اتومبیل با پیکربندی سنتی است. این با پیچیدگی طراحی دستگاه موتور توضیح داده می شود.

همچنین به دلیل پیچیدگی در طراحی، یافتن متخصصانی که بتوانند موتور را تعمیر کنند، دشوار است.

باتری هایی که مجهز به هیبریدی هستند می توانند خود تخلیه شوند. علاوه بر این، آنها در برابر نوسانات دمای زیاد مقاومت نمی کنند و عمر مفید آنها نسبتاً محدود است.

علاوه بر این، هنوز مشخص نیست که باتری های استفاده شده چگونه بر محیط زیست تأثیر می گذارد. بنابراین دفع آنها مشکل ساز است.

با وجود این واقعیت که خودروهای هیبریدی هنوز مزایای بیشتری دارند، هنوز در روسیه محبوب نیستند. یکی از دلایل آن قیمت است. هزینه محبوب ترین، در کشور ما، تویوتا هیبریدی Prius، از 1200000 روبل است. و این خودرو ارزان ترین هیبریدی است. همچنین، برای خریدار انبوه آنها قصد دارند آن را آزاد کنند توسعه روسیهخودروی هیبریدی، به اصطلاح "یو موبایل". قیمت آن می تواند از 350000 روبل باشد. اما این پروژه تعطیل شد.

BMW ActiveHybrid X6 قدرتمندترین خودروی هیبریدی تا به امروز است.

در ارتباط با مبارزه برای محیط زیست، خریداران در سراسر جهان تشویق به خرید هیبرید می شوند. بنابراین، در ایالات متحده یکسری مشوق های مالیاتی برای دارندگان چنین خودروهایی و حتی پارکینگ رایگان وجود دارد. کشور ما نیز قرار است قوانین مشابهی را وضع کند. به ویژه کاهش عوارض واردات خودروهای هیبریدی.

موتورهایی که با هیدروکربن کار می کنند به آرامی اما مطمئنا موقعیت خود را از دست خواهند داد. و هیبریدها یکی از این مراحل هستند. با این حال، تا زمانی که قیمت آنها در همان سطح باقی بماند، تقاضا برای آنها کم خواهد بود.

خودروی هیبریدی اختراع جدیدی نیست. اولین قدم برای ایجاد هیبرید وسیله نقلیهدر سال 1665 زمانی که فردیناند وربیست، یک کشیش یسوعی، کار بر روی طرح هایی را برای یک وسیله نقلیه چهار چرخ ساده که می توانست با بخار یا اسب حرکت کند، ساخته شد. اولین خودروهای با موتور هیبریدی در اواخر قرن 19 و 20 ظاهر شدند. علاوه بر این، برخی از توسعه دهندگان موفق شده اند از پروژه ها به تولید در مقیاس کوچک حرکت کنند. از سال 1897 و در طی 10 سال بعد، شرکت فرانسوی پاریسی‌ن دِوویچرز الکتریک مجموعه‌ای از خودروهای الکتریکی و هیبریدی تولید کرد. در سال 1900 شرکت جنرال الکتریکیک خودروی هیبریدی 4 سیلندر طراحی کرد موتور بنزینی. و کامیون های "هیبریدی" خط مونتاژ شرکت واکر خودرو شیکاگو را تا سال 1940 ترک کردند.
البته اینها فقط نمونه اولیه بودند و ماشین های در مقیاس کوچک. اما اکنون، کمبود شدید نفت و بحران اقتصادی باعث توسعه موتورهای هیبریدی شده است. حال بیایید نگاهی دقیق تر به این داشته باشیم که موتور هیبریدی چیست و چه کاربردی دارد؟ موتور هیبریدی سیستمی از دو موتور - برقی و بنزینی است. بسته به حالت کار، هر دو بنزین و برق را می توان به طور همزمان یا جداگانه روشن کرد. این فرآیند توسط یک کامپیوتر قدرتمند کنترل می‌شود، که تصمیم می‌گیرد در حال حاضر چه کاری باید کار کند.بنابراین، هنگام رانندگی در مسیرها، موتور بنزینی روشن می‌شود، زیرا باتری موجود در مسیر برای مدت طولانی دوام نمی‌آورد. اگر خودرو در حالت شهری حرکت می کند، از قبل از موتور الکتریکی استفاده می شود، در هنگام شتاب گیری یا بار های سنگینهر دو کار می کنند در حالی که موتور بنزینی کار می کند، باتری در حال شارژ شدن است. چنین موتوری، حتی با در نظر گرفتن این واقعیت که یک موتور بنزینی در سیستم استفاده می شود، اجازه می دهد تا کاهش یابد انتشارات مضر 90٪ وارد جو می شود و در عین حال مصرف بنزین در شهر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد (فقط یک موتور بنزینی در بزرگراه کار می کند ، بنابراین هیچ صرفه جویی در آنجا وجود ندارد).

بیایید با نحوه حرکت ماشین شروع کنیم. در ابتدای حرکت و در سرعت های پایین فقط باتری و موتورهای الکتریکی درگیر هستند. انرژی ذخیره شده در باتری به مرکز انرژی می رود که به نوبه خود آن را به موتورهای الکتریکی می فرستد و باعث می شود خودرو به آرامی و بی صدا حرکت کند. پس از افزایش سرعت، موتور احتراق داخلی به کار متصل می شود و لحظه روی چرخ های محرک به طور همزمان از موتورهای الکتریکی و موتورهای احتراق داخلی تامین می شود. در این حالت بخشی از انرژی موتور احتراق داخلی به ژنراتور می رود و اکنون موتورهای الکتریکی را تغذیه می کند و مازاد انرژی خود را به باتری می دهد که در ابتدای کار بخشی از ذخیره انرژی را از دست داده است. جنبش. فقط هنگام رانندگی در حالت عادی خودروی محورجلو، در همه موارد دیگر - کامل است. در حالت شتاب، گشتاور به چرخ ها عمدتاً از موتور بنزینی می آید و موتورهای الکتریکی در صورت لزوم دینامیک را افزایش می دهند و موتور احتراق داخلی را تکمیل می کنند. یکی از مهمترین لحظات جالب- ترمز "مغز" الکترونیکی خودرو تصمیم می گیرد که چه زمانی با هیدرولیک درگیر شود سیستم ترمز، و هنگام ترمز احیا کننده، دومی را ترجیح می دهند. یعنی در لحظه فشار دادن پدال ترمز، موتورهای الکتریکی را به حالت "ژنراتور" منتقل می کنند و گشتاور ترمز روی چرخ ها ایجاد می کنند و برق تولید می کنند و باتری را از طریق مرکز انرژی تغذیه می کنند. این نقطه برجسته "هیبرید" است.

که در ماشین های کلاسیکانرژی ترمز به طور کامل از بین می رود و به عنوان گرما از بین می رود دیسک های ترمزو جزئیات دیگر استفاده از انرژی ترمز به ویژه در مناطق شهری، زمانی که اغلب باید در چراغ راهنمایی ترمز کنید، موثر است. Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) تمام سیستم های ایمنی فعال را یکپارچه و مدیریت می کند.
یکی از اولین ها ماشین های موفقمجهز به یک موتور هیبریدی که به سمت توده ها رفت، توسط تویوتا "Toyota Prius" با مصرف 3.2 لیتر بنزین در هر 100 کیلومتر (در شهر) توسعه یافت. همچنین تویوتایک SUV با هیبریدی منتشر کرد موتور لکسوس RX400h هزینه چنین خودرویی بسته به پیکربندی از 68 تا 77 هزار دلار متغیر است. لازم به ذکر است که اول نسخه های تویوتاپریوس هم از نظر سرعت و هم قدرت از خودروهای هم کلاس پایین‌تر بود، اما لکسوس RX400h دیگر نه از نظر سرعت و نه از لحاظ قدرت، از همکلاسی‌های خود کم‌تر نیست.

منتهی شدن نگرانی های خودروجهان نیز توجه خود را به موتورهای هیبریدی به عنوان راه حلی برای مشکل مصرف سوخت و آلودگی معطوف کرده است محیط. بنابراین شرکت ولووگروه از ایجاد موتور هیبریدی برای کامیون، تراکتور، نیمه تریلر و اتوبوس خبر داد. توسعه دهندگان این شرکت انتظار دارند که خلاقیت آنها به شما امکان می دهد تا 35٪ در مصرف سوخت صرفه جویی کنید.
با تمام این اوصاف، باید گفت که خودروهای هیبریدی "با صدای بلند" تا کنون تنها در آمریکای شمالی (کانادا و ایالات متحده آمریکا) رفته اند. و در آمریکا، از آنجایی که وجود دارد، تقاضا برای آنها بیشتر و بیشتر می شود سالهای اخیراتومبیل‌هایی که سوخت زیادی مصرف می‌کردند محبوب بودند و از آنجایی که سوخت به شدت و به شدت افزایش یافت، آمریکایی‌ها شدیداً به فکر صرفه‌جویی در آن افتادند و به عنوان راه‌حلی برای این مشکل، اتومبیل‌هایی با موتورهای هیبریدی شروع به استفاده کردند. در اروپا، ظاهر موتورهای هیبریدی آرام گرفته می شد، زیرا در آنجا موتوری مقرون به صرفه و دوستدار محیط زیست نسبت به یک موتور بنزینی، دیزل قدیمی خوب، راندند. برخلاف ایالات متحده آمریکا، بیش از 50 درصد خودروها در اروپا مجهز به موتورهای دیزلی هستند. بعلاوه ماشین های دیزلیارزان تر از هیبریدی، ساده تر و قابل اطمینان تر. از این گذشته ، همه می دانند که هر چه سیستم پیچیده تر باشد ، اعتماد آن کمتر است! و دقیقاً به دلیل پیچیدگی و هوس باز بودن آنها، عملاً هیچ خودروی هیبریدی در فضای پس از شوروی وجود ندارد. نمایندگی های رسمیآنها به اینجا آورده نمی شوند. و هر صاحب چنین خودرویی به ناچار با مشکل پمپ بنزین مواجه خواهد شد. ما پمپ بنزینی نداریم که با خودروهای هیبریدی سروکار داشته باشد. و شما نمی توانید چنین ماشینی را خودتان تعمیر کنید!