موتور هیبریدی خودروی هیبریدی چیست؟

خودرو نباید لوکس باشد، بلکه باید وسیله ای برای حمل و نقل روزانه باشد؛ این حقیقت مدت هاست که دل رانندگان را به دست آورده است. برای تحقق این رویای Ostap Bender، مالکان تلاش زیادی می کنند تا هزینه "دوست" محبوب خود را به حداقل برسانند. شما می توانید خودتان روی چیزی تأثیر بگذارید: با احتیاط رانندگی کنید - قطعات کمتری وجود خواهد داشت، قطعات باکیفیت بخرید - باید کمتر آنها را تغییر دهید، با بنزین گران قیمت و با کیفیت سوخت گیری کنید - خرابی موتور به حداقل می رسد. اما گران ترین بخش عملیات هنوز سوخت گیری است. قیمت ها به ما بستگی ندارد. به همین دلیل است که موتور هیبریدی در خودروها اکنون شروع به محبوبیت زیادی کرده است.

دلایل مختلفی برای این امر وجود دارد و علاقه مندان به خودرو را می توان به دو کمپ تقسیم کرد. برای اولی، اصلی ترین و رایج ترین دلیل قیمت سوخت است. ما در ونزوئلا، عربستان سعودی یا کویت زندگی نمی کنیم، جایی که بنزین ارزان تر از آب است. و "دوست" چهار چرخ باید به طور مرتب "تغذیه" شود. برای دومی، حفاظت از محیط زیست طبیعی و هر آنچه که با آن مرتبط است بسیار مهم است.

چرا ایده ایجاد چنین موتورهایی به وجود آمد؟ بیایید اصل عملکرد، مزایا و معایب خودروهای در حال اجرا را در نظر بگیریم، و. موتورهای احتراق داخلی قدرتمندتر هستند، اما در عین حال، توسعه دهندگان قادر به حذف کامل انتشار دی اکسید کربن در محیط نیستند. این عامل کاهش ذخایر نفت جهان و در نتیجه افزایش منظم و سیستماتیک قیمت چنین منبع انرژی است.

برق مزایای غیرقابل انکار خود را دارد، اول از همه، سازگار با محیط زیست و ارزان تر است. اما در عین حال، خودروهای الکتریکی در حال حاضر نمی توانند محبوبیت زیادی کسب کنند، زیرا، به بیان واقعی، به "زیرساخت" نیاز است: ایستگاه های شارژ خودرو، ایستگاه های خدمات تخصصی متمرکز بر تعمیر و نگهداری این نوع موتور. اما مهمترین عامل قدرت است که به طور قابل توجهی از موتورهای احتراق داخلی پایین تر است. و در نتیجه، سرعت بسیار مورد نظر باقی می ماند (به سادگی "اسب" کافی در زیر کاپوت وجود ندارد).

این عوامل تولیدکنندگان را وادار کرده است که به فکر جایگزین‌ها و توسعه خودروهای هیبریدی باشند که مزایا و معایب این دو نوع خودرو را از بین ببرد.

ویژگی های خودروهای هیبریدی

توسعه دهندگان به طور جامع به این موضوع پرداختند. در این مورد، چندین مشکل حل شد: به حداقل رساندن، که تأثیر مثبتی بر وضعیت زیست محیطی نه تنها در شهرها، بلکه در کل زمین نیز دارد. با ترکیب دو نوع انرژی، هزینه های عملیاتی کاهش می یابد. معایب موتور الکتریکی (قدرت کم) با مزایای موتور بنزینی در جهت رو به بالا جبران می شود. در واقع چنین خودروهایی در حالت پرسرعت هیچ تفاوتی با خودروهای بنزینی ندارند. برخلاف مواردی که در بالا توضیح داده شد، خودروهای دارای موتور هیبریدی دارای دو منبع قدرت هستند که از دو واحد قدرت و چندین عنصر تشکیل شده است:

• مخزن سوخت. در مقابل، بنزین چگالی انرژی بالاتری دارد. برای درک، بیایید مثالی بزنیم - انرژی 1 لیتر بنزین معادل یک باتری با وزن حدود 450 کیلوگرم است.
• موتور بنزینی. به طور معمول، آنها کوچکتر هستند و با آخرین فناوری ارتقا یافته اند، که به طور قابل توجهی وزن کلی وسیله نقلیه را کاهش می دهد و قدرت را افزایش می دهد.
• یک موتور الکتریکی نه تنها قدرتمندتر است، بلکه برای کار کردن با موتور بنزینی نیز طراحی شده است. همچنین می تواند به عنوان یک ژنراتور برای شارژ باتری کار کند.
• باتری ها که وظیفه اصلی آنها ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی است که به نوبه خود می تواند آنها را تغذیه کند.
• ژنراتور - کار بر اساس اصل یک موتور الکتریکی، اما برای تولید برق.
• گیربکس ها تقریباً عملکرد مشابهی با اتومبیل های معمولی دارند. اما در عین حال بسته به نوع هیبرید می توانند متفاوت باشند. گیربکس برند تویوتا با جریان های قدرت انشعاب مشخص می شود. در این حالت موتور در راحت ترین محدوده بار و سرعت کار می کند. و این به نوبه خود به صرفه جویی قابل توجهی در سوخت کمک می کند.

اصل عملیات

خود کلمه هیبرید به معنای عبور است. در مورد ما، دو فناوری مختلف و دو منبع انرژی برای انجام یک کار - حرکت رو به جلو - ترکیب می شوند. عملکرد یک موتور هیبریدی به این صورت است که موتور احتراق داخلی می چرخد ​​و انرژی را برای موتور الکتریکی فراهم می کند که به نوبه خود گیربکس را می چرخاند و در نتیجه به "شریک" خود کمک می کند تا در حالت بهینه کار کند و نیروی اضافی ایجاد کند. در نتیجه نوسانات و بارهای ناگهانی از بین رفته و بهره وری به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

چندین گزینه وجود دارد:

موازی. موتور بنزینی توسط مخزن سوخت و موتور الکتریکی توسط باتری کار می کند. در نتیجه هر دو موتور گیربکس را می چرخانند که به نوبه خود چرخ ها را به حرکت در می آورد.

میکروهیبرید.این اصل توسط تویوتا توسعه داده شد. "هیبرید" با سرعت کم حرکت می کند و به لطف موتور الکتریکی کاملاً راه اندازی می شود. هنگام تغییر به سرعت افزایش یافته، موتور احتراق داخلی (ICE) متصل می شود. اما در عین حال، در هنگام صعود، رانندگی در بخش های دشوار جاده (ماسه، گل و لای) و افزایش بارهای دیگر، موتور الکتریکی علاوه بر این از باتری برای عملکرد موازی و افزایش کشش تغذیه می شود. همه اینها به صورت الکترونیکی کنترل می شود و نیازی به دخالت راننده ندارد.

هیبرید متوسط.چنین خودرویی با موتور هیبریدی ویژگی های خاص خود را دارد - رانندگی با موتور الکتریکی غیرممکن است. اما در عین حال، کشش الکتریکی با ایجاد ولتاژ کمی بالاتر از باتری ها، کارایی موتور حرارتی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد که به نوبه خود باعث افزایش قدرت موتور اصلی می شود.

هیبرید کاملدر این گزینه، برق حرف اول را می زند. این جنبش فقط با هزینه او پیش می رود. باتری ولتاژ بالا به لطف بازیابی شارژ می شود. کلاچ مجزای موجود بین دو نوع موتور جداسازی این سیستم ها را تضمین می کند. در نتیجه موتور احتراق داخلی فقط در صورت لزوم متصل می شود.

جدا از هم.یک موتور ژنراتور و یک موتور بنزینی دارد. از طریق یک چرخ دنده سیاره ای، گشتاور به آن منتقل می شود. بخشی از نیرو به طور مستقیم برای حرکت دستگاه استفاده می شود، دیگری در یک باتری ولتاژ بالا به شکل انرژی الکتریکی خالص انباشته می شود.

استوار.روش کار یک موتور هیبریدی به این صورت است که یک موتور بنزینی به یک ژنراتور نیرو می دهد که باتری ها را شارژ می کند و به نوبه خود انرژی موتور الکتریکی را تامین می کند که گیربکس و در نتیجه چرخ ها را می چرخاند.

مزایای

اگر قیمت هیبریدی ها را تجزیه و تحلیل کنید، متوجه می شوید که قیمت آنها نسبت به خودروهای معمولی بیشتر است. آیا باید از مقادیر "گزیدن" ترسید؟ لازم است قبل از هر چیز تجزیه و تحلیل کنید که در نهایت هنگام خرید این گزینه چه چیزی به دست می آورید. و تنها پس از آن تصمیم بگیرید که آیا آماده سرمایه گذاری هستید (حتی اگر خرید اعتباری باشد)، که در نهایت به پس انداز روزانه تبدیل می شود. و هر چه قیمت بنزین بیشتر شود، درآمد خالص شما بیشتر خواهد شد.

اما اجازه دهید کمی متفاوت شروع کنیم. خودرویی با موتور هیبریدی به کاهش انتشار دی اکسید کربن در جو کمک می کند که ده برابر کاهش می یابد. در نتیجه، زندگی در شهر راحت تر می شود و شما به بهبود سیاره کمک می کنید. علاوه بر این، در جریمه های بیش از حد انتشار آلاینده های جوی صرفه جویی می کنید.

باتری ها از نیروگاه داخلی شارژ می شوند، در نتیجه، مانند موتورهای الکتریکی، نیازی به منبع خارجی برای شارژ ثابت نیست. در اصل، شما در حال به دست آوردن یک منبع انرژی اضافی هستید که کارایی موتور احتراق داخلی را افزایش می دهد.

به لطف پیشرفت متخصصان با تجربه، وزن موتور بنزینی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و در نتیجه وزن کلی خودرو کاهش می یابد. همه علاقه مندان به خودرو می دانند که این به چه معناست. مصرف بنزین در هر 100 کیلومتر اوکا قابل مقایسه نیست. و این در درجه اول به جرم بستگی دارد. نتیجه صرفه جویی جامع به دلیل سوخت گیری و استفاده از برق است.

برای ساخت تمام قطعات از جمله بدنه از مواد سبک استفاده می شود. در عین حال، آنها قوی و قابل اعتماد هستند: ساخته شده از فلزات (آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم)، و همچنین فیبر کربن. برای اطلاعات کلی: موتور 1 لیتری Insight تنها 56 کیلوگرم وزن دارد، در حالی که قدرت آن کاملا مناسب است (67 اسب بخار) و دور در دقیقه (5700). "کمک" از موتور الکتریکی در شروع به شتاب 0 تا 100 کیلومتر در ساعت اجازه می دهد.

در چنین خودروهایی نیازی به گیربکس نیست. تغییر خودکار در نیروی کشش چرخ های محرک وجود دارد که توسط موتور الکتریکی تامین می شود.

به لطف پیشرفت های مداوم طراحان، آیرودینامیک در حال بهبود است. این چیزی است که همه طراحان برای آن تلاش می کنند. این مقاومت در برابر نیروی هوا و باد است که به فرد اجازه نمی دهد منابع قابل توجه "قلب" داخلی را که با کمک یک سیستم انرژی موازی ضرب می شود "خورد".

یکی دیگر از منابع صرفه جویی، نصب لاستیک های خاص و سفت تر در مقایسه با لاستیک های معمولی است. آنها تحت فشار نسبتاً زیاد باد می شوند. این به کاهش مقاومت سطح جاده کمک می کند.

چشم انداز توسعه این حوزه از مهندسی مکانیک تنها با یک رویکرد یکپارچه امکان پذیر است: توسعه بدنه های سبک وزن، باتری های جادار، اما در عین حال فشرده (به طوری که فضای زیادی را در زیر کاپوت اشغال نکنند). بهبود شارژ باتری راحت تر، سریع تر و مقرون به صرفه تر؛ بهبود سیستم استفاده مجدد از انرژی

با در نظر گرفتن تمام ویژگی‌های یک خودرو با موتور هیبریدی، می‌توان به این نتیجه رسید: البته این یک دستگاه حرکت دائمی نیست که رویای هر خودروساز و فعال محیط‌زیست باشد. بلکه این گامی دیگر به سوی نوسازی موتورها، مبارزه برای نجات منابع طبیعی رو به کاهش است. اما آنها به شما کمک می کنند تا در هر بار پر کردن پول زیادی صرفه جویی کنید. بنابراین، اگر با انتخاب یک ماشین جدید روبرو هستید، به این فکر کنید که خرید چنین مدلی در نهایت پاداش های قابل توجهی را به همراه خواهد داشت: در واقع، هر صد کیلومتر سفر، پول اضافی را در کیف پول شما در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی "کنار می گذارد" .

چرا می خواهیم با شما در مورد چگونگی عملکرد یک موتور هیبریدی صحبت کنیم؟ موضوع این است که امروزه در بیشتر زمینه های زندگی ما تعاملی بین فناوری های مختلف وجود دارد که در نتیجه روش ها، دستگاه ها و مکانیسم های موثرتری را ارائه می دهند. موتورهای وسیله نقلیه مورد علاقه ما نیز از قلم نیفتادند. 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 صحبت در مورد اختلاط فناوری‌ها را شروع کرده‌ایم، باید توضیح دهیم که چگونه این موضوع با موضوعی که به آن پرداختیم ارتباط دارد. موتور هیبریدی نیز دو نوع سوخت (بنزینی/دیزلی) و الکتریکی را ترکیب می کند. این کوکتل، البته، ناقص است، اما چیزهای مثبت زیادی را وارد زندگی رانندگان کرده است. اما بیشتر در مورد آن در زیر، اما ابتدا باید به اصل عملکرد یک موتور هیبریدی نگاه کنیم.

بخش سوخت چنین موتوری می تواند با قسمت الکتریکی کار کند، اما چرخه های کاملاً مستقل نیز امکان پذیر است. البته خودروهای با موتور هیبریدی مجهز به کامپیوترهایی هستند که به درستی بار را بین هر دو قسمت تقسیم می کنند. بنابراین، در خارج از شهر که قدرت واحد قدرت مهم است، فناوری بنزین یا گازوئیل وارد عمل می شود و علاوه بر این، گازهای خروجی در بزرگراه ها برای انسان 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 می توانند خود را حفظ کنند، این در مورد قسمت الکتریکی موتور صدق می کند. قطعه الکتریکی در حالی که جزء سوخت کار می کند بیکار نمی نشیند، انرژی تولید شده را جمع می کند و سپس دوباره وارد عمل می کند.

زمانی که هر دو عنصر موتور به طور همزمان کار می کنند، به عنوان مثال، در هنگام شتاب گیری، زمانی که هزینه های انرژی زیادی از خودرو مورد نیاز است، مستثنی نیستند.

طراحی موتور هیبریدی - شرح مدار

ما به طور خلاصه بحث کردیم که موتور هیبریدی به چه معناست. اکنون می خواهم کمی عمیق تر بروم و نمودار آن را در نظر بگیرم. لازم به ذکر است که سه مورد از آنها وجود دارد. بنابراین، بیایید با ساده ترین، که کمترین علاقه را برای ما دارد شروع کنیم - این یک ترکیب سریالی است. موتور الکتریکی شرکت کننده اصلی در شروع و حرکت چرخ های وسیله نقلیه است، اما موتور احتراق داخلی تنها توسط آن پشتیبانی می شود و ژنراتور را می چرخاند.

برای خودروی امروزی، چنین دستگاه موتور هیبریدی بهترین گزینه نخواهد بود، زیرا به باتری های بزرگ، موتور احتراق داخلی با حجم کم نیاز دارد و خود خودرو کند و دست و پا چلفتی خواهد بود. اگرچه هنوز در میان ناوگان خودروهای سواری نمایندگانی وجود دارد، به عنوان مثال، شورلتولت. اما با توجه به مولفه الکتریکی غالب، تمام معایب خودروهای برقی را دارد، به عنوان مثال، وابستگی مسافت پیموده شده به یک بار شارژ باتری، اما این به تدریج با استفاده از موتور احتراق داخلی توربو حل می شود.

طرح های زیر موازی و مختلط نامیده می شوند. طرح مختلط اغلب در یافت می شود لکسوسو نشان دهنده یک تعامل محکم بین موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی است. آنها با هم کار می کنند و ماشین را به حرکت در می آورند؛ اصل عملکرد به گونه ای طراحی شده است که حتی گیربکس به طور مداوم متغیر است، دور از آنچه ما به آن عادت کرده ایم. این گزینه ها بسیار مدرن هستند، اما بسیار گران هستند.

اما مداری که ما با آن آشنا هستیم موازی نامیده می شود و اغلب یافت می شود. موتور الکتریکی در اینجا اگرچه پیشرو نیست، اما یک دستیار ضروری است که موتور احتراق داخلی را در موارد نیاز به قدرت اضافی بیمه می کند. باتری ها بزرگ و جادار نیستند و به همین دلیل در هنگام رانندگی به راحتی شارژ می شوند و همیشه آماده پاسخگویی به درخواست هستند.

خودروهای با موتور هیبریدی - مزایا و معایب

اطلاعات بدون اشاره به جنبه های مثبت و منفی موتورهای هیبریدی ناقص خواهد بود. البته، مزایای بیشتری وجود خواهد داشت، اما معایبی نیز وجود دارد، مانند هر چیز جدید و کمی مطالعه شده توسط مصرف کننده. به عنوان مثال، به دلایلی، اغلب یک موتور بنزینی هیبریدی یافت می شود، اگرچه همه مدتهاست که کارایی و قدرت بالای موتورهای دیزل را می دانند. اما در اینجا هیچ رازی وجود ندارد ، زیرا اولاً این فناوری در خارج از کشور توسعه یافته است ، یعنی. در آمریکا، اما در آنجا هنوز کمی با سوخت دیزل آشنا هستند. ثانیاً، یک هیبریدی حتی بیشتر هزینه خواهد داشت، اگرچه قیمت چنین فناوری هایی در حال حاضر بسیار بالاتر از حد متوسط ​​است.

هیبریدها به دلیل موتور الکتریکی کمی شک و تردید ایجاد می کنند. باتری های او این یک عنصر نسبتاً دمدمی مزاج است که نیاز به کار مداوم دارد ، در غیر این صورت عمر موتور هیبریدی دقیقاً به دلیل آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. تغییرات دما را به خوبی تحمل نمی کند، می تواند خود را تخلیه کند و در آینده در مورد دفع آن ابهاماتی وجود دارد.. همچنین، بر شهرت موتورهای ترکیبی نه تنها گرانی آنها سایه افکنده است، بلکه هزینه بالای قطعات و در صورت نیاز تعمیرات نیز می تواند باشد. علاوه بر این، 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 کارایی صحبت کنیم؛ این در واقع حداقل بر اساس ماهیت دوگانه واحد است. وجود باتری به شما امکان می دهد بدون سوخت گیری بیشتر رانندگی کنید و تمام شاخص های فنی را به روز نگه دارید. این باتری نیازی به شارژ ندارد، خودرو فقط با سوخت شارژ می شود. موتور، به لطف رایانه، همیشه در حالت بهینه کار می کند، مهم نیست که چگونه آن را "زور" 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.

خودروی هیبریدی خودرویی است که نه به موتور احتراق داخلی معمولی، بلکه به یک واحد قدرت هیبریدی مجهز است. تفاوت اصلی بین خودروهای هیبریدی این است که وسایل نقلیه از این نوع با استفاده از چندین منبع انرژی هدایت می شوند: حرارتی و الکتریکی. به عبارت دیگر، یک خودروی هیبریدی دارای چندین نوع موتور است که خودرو را به حرکت در می آورد.

در مورد مفهوم موتور هیبریدی، این اصطلاح به اشتباه توسط بسیاری به عنوان یک نیروگاه ویژه درک می شود. در واقع، یک "هیبرید" باید به عنوان چندین موتور از انواع مختلف درک شود که در یک سیستم یکپارچه پیچیده برای تبدیل منابع انرژی مختلف به کار مفید ترکیب می شوند. در صنعت خودروسازی مدرن، خودروهای هیبریدی به دو نوع نیرو مجهز هستند: یک موتور الکتریکی با یک موتور احتراق داخلی جفت می شود.

در این مقاله بخوانید

مزایا و معایب اصلی خودروهای هیبریدی

یکی از اولین تحولات، طرحی بود که در آن هر یک از نیروگاه ها تحت شرایط خاصی فعال می شوند. اگر ماشین بیکار باشد یا با سرعت کم حرکت کند، چرخ ها توسط یک موتور الکتریکی می چرخند. برای افزایش سرعت و حفظ بیشتر سرعت، یک موتور بنزینی وصل شده است. توسعه بعدی فناوری منجر به این واقعیت شده است که در هیبریدی ها چندین گزینه برای اجرای تعامل یک موتور معمولی و یک موتور الکتریکی وجود دارد. چنین تعاملی می تواند باشد:

• استوار؛
• موازی؛
• سری-موازی;

تعامل متوالی

مدار متوالی یادآور اتومبیل های الکتریکی است، زیرا حرکت وسیله نقلیه از طریق عملکرد یک موتور الکتریکی محقق می شود. موتور احتراق داخلی در این طرح به یک ژنراتور متصل است، از نیروی ژنراتور به خود موتور الکتریکی می رسد و باتری نیز به صورت موازی شارژ می شود. شما اغلب می توانید با یک بار شارژ باتری لیتیوم یونی با ظرفیت افزایش یافته حدود 50 کیلومتر سفر کنید. مسیر، پس از آن موتور احتراق داخلی فعال می شود، که بخش مشخص شده را تا 10 برابر (حدود 500 کیلومتر) گسترش می دهد.

تعامل موازی

هیبریدها با تعامل موازی تأسیسات، امکان عملکرد جداگانه موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی و عملکرد همزمان را نشان می دهند. این طرح با ترکیب یک واحد الکتریکی، یک موتور احتراق داخلی و یک گیربکس با استفاده از کوپلینگ های ویژه اجرا می شود. چنین خودروهای هیبریدی یک موتور الکتریکی کم مصرف دریافت می کنند که نه تنها ماشین را به حرکت در می آورد، بلکه در هنگام شتاب گیری نیز قدرت را ارائه می دهد. اغلب چنین موتور الکتریکی یک استارت و یک ژنراتور ماشین است که از نظر ساختاری یک موقعیت میانی بین موتور احتراق داخلی و جعبه دنده را اشغال می کند.

تعامل سریال-موازی

در این طرح، موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی از طریق یک گیربکس سیاره ای به هم متصل می شوند. یکی از ویژگی های این طرح اجرایی این است که هر نیروگاه می تواند روشن و خاموش شود، در حالی که حداقل یا حداکثر توان را به چرخ ها می رساند. علاوه بر این، برق مشخص شده به طور جداگانه یا همزمان تامین می شود. این طرح مدار شامل یک ژنراتور است که موتور الکتریکی هیبریدی را تغذیه می کند.

پیشرو در بازار خودروهای هیبریدی امروزه شرکت تویوتا است که از یک پیاده سازی موازی سری به نام Hybrid Synergy Drive استفاده می کند.

موتور الکتریکی، موتور احتراق داخلی و ژنراتور از طریق یک جعبه دنده سیاره ای در یک سیستم مشترک ترکیب می شوند. موتور احتراق داخلی حداقل قدرت را در محدوده "پایین" (چرخه اتکینسون) تولید می کند و به شما امکان می دهد در سوخت صرفه جویی کنید. یک ماشین هیبریدی با چنین طرح تعاملی فرض می کند:

1. حالت اقتصادی رانندگی فقط با نیروی الکتریکی با موتور احتراق داخلی خاموش است که در طی آن موتور الکتریکی توسط باتری تغذیه می شود.
2. حفظ سرعت معین با توزیع نیروی موتور احتراق داخلی به چرخ‌ها و ژنراتور که از آن یک موتور الکتریکی موازی کار می‌کند. باتری نیز شارژ می شود.
3. حالت شتاب شدید و بارهای سنگین، زمانی که موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی به صورت موازی کار می کنند. در این حالت موتور الکتریکی بدون اینکه از ژنراتور برق گرفته شود از باتری تغذیه می شود.

عملیات هیبریدها: از بین بردن اسطوره ها

• خودروهای هیبریدی محصول جدیدی هستند که به طور کامل بهبود نیافته اند و کاستی های زیادی دارند. این یک افسانه است، زیرا برند تویوتا تقریباً 20 سال است که درگیر تولید انبوه مدل های هیبریدی در مقیاس کامل است.
• شارژ باتری هیبریدی ها تمام می شود که منجر به مشکلاتی می شود. این درست است، اما فقط تا حدی. در مراحل اولیه توسعه فناوری موارد مشابهی رخ داد، اما امروزه تجهیزات الکترونیکی با دقت بالا اجازه تخلیه عمیق باتری را نمی دهند.
• خودروهای هیبریدی بیشتر خراب می شوند و تعمیر آنها گران و دشوار است. این یک افسانه است، زیرا خودروهای هیبریدی در عملکرد کمتر از موتورهای احتراق داخلی دیزلی و بنزینی معمولی نیستند. اکثر ایستگاه‌های خدمات به طور جامع به خودروهای هیبریدی همتراز با خودروهای معمولی خدمات می‌دهند. علاوه بر این، گیربکس در هیبریدی ها حضور کلاچ های اصطکاکی را از بین می برد، که چنین انتقالی را ساده و قابل اعتماد می کند، که نمی توان در مورد انواع مختلف گیربکس های اتوماتیک گفت. همانطور که برای موتورهای احتراق داخلی، موتور در هیبریدی ها اغلب با سرعت پایین کار می کند و به اوج بار نمی رسد. اگر چرخه اتکینسون را نیز در نظر بگیریم، عمر موتور یک موتور هیبریدی بسیار بیشتر از یک موتور معمولی است.
• موتور احتراق داخلی یک هیبریدی قدرت کمتری دارد، چنین خودروهایی در مقایسه با آنالوگ های خود، دینامیک خود را از دست می دهند. بله، قدرت موتورهای احتراق داخلی در هیبریدی ها کمتر است، اما به دلیل اضافه شدن یک موتور الکتریکی، قدرت کل واحدها به طور قابل توجهی از قدرت آنالوگ های معمولی با یک موتور بنزینی فراتر می رود.
• مصرف خودروهای هیبریدی در عمل تفاوت چندانی با خودروهای معمولی ندارد. این تا حدی درست است، زیرا میزان مصرف خودروهای هیبریدی به طور مستقیم به حالت های رانندگی بستگی دارد. برای دستیابی به حداکثر کارایی، باید سبک رانندگی خود را به آهسته، آرام و روان تغییر دهید، از شتاب گیری، دریچه گاز فعال و غیره اجتناب کنید. به عبارت دیگر با فشار دادن شدید پدال گاز به سیستم کنترل فرمان می دهد که موتور احتراق داخلی را روشن کند.

ایده صرفه جویی در مصرف سوخت در خودروهای هیبریدی این است که تا حد امکان با یک باتری شارژ شده تا سرعت 60 کیلومتر در ساعت با نیروی الکتریکی رانندگی کنید که اغلب در ترافیک شهری متراکم کافی است. همچنین لازم است اضافه شود که سیستم تعداد زیادی از عوامل را در نظر می گیرد: دمای بیرون، درجه حرارت موتور احتراق داخلی و شارژ باتری، حرکت در سرازیری یا سربالایی و غیره. در شرایط مختلف، یک هیبرید می تواند از موتور احتراق داخلی استفاده کند یا فقط با انرژی الکتریکی حرکت کند.

• باتری هیبریدی در بازار به سختی پیدا می شود و باتری فضای زیادی را در صندوق عقب خودرو اشغال می کند. این یک افسانه است، زیرا باتری های هیبریدی همیشه برای سفارش در فروشگاه های خودرو در دسترس هستند، و همچنین انتخاب گسترده ای در منابع مختلف اینترنتی وجود دارد. از نظر فضا، باتری عملاً هیچ فضای قابل استفاده ای را در محفظه بار اشغال نمی کند.
• شما نمی توانید به خودروهای هیبریدی بنزین بزنید. این یک افسانه است، زیرا تولید کنندگان جهانی تجهیزات سازگار با یک خودروی هیبریدی را تولید می کنند.

همچنین بخوانید

چگونه موتور را خودتان با استفاده از وسایل بداهه بشویید و خشک کنید. نکات و ترفندهای اساسی برای شستشوی ایمن موتور DIY.

اخیراً مردم بیشتر و بیشتر به محیط زیست فکر می کنند. صنعت خودرو نیز از این قاعده مستثنی نیست. هر ساله استانداردهای زیست محیطی در حال افزایش است و با این کار، موتورهای وسایل نقلیه در حال نوسازی و بهبود هستند. موتور هیبریدی یکی از راه حل های بهبود سازگاری با محیط زیست در استفاده از خودرو است.

موتور هیبریدی چیست؟

موتور هیبریدی و طراحی آن چیست؟ خود کلمه "هیبرید" از لاتین به عنوان "صلیب" ترجمه شده است. در واقع، این تلاقی بین نسخه کلاسیک واحد قدرت و یک موتور الکتریکی است. بنابراین، چرخ‌های محرک با چرخش با استفاده از یک موتور احتراق داخلی معمولی یا یک موتور الکتریکی به حرکت در می‌آیند.

هر یک از واحدهای قدرت عملکرد خاصی را در حرکت انجام می دهد. بنابراین، هنگامی که وسیله نقلیه در ترافیک شهری گیر می کند، حرکت با استفاده از موتور الکتریکی انجام می شود، اما در بزرگراه نیروگاه بنزینی راه اندازی می شود.

مزایای "هیبرید"

شاید بزرگترین مزیت استفاده از پیشرانه هیبریدی کارایی آن باشد. به عنوان یک قاعده، چنین موتوری 25-30٪ سوخت کمتری نسبت به موتورهای بنزینی استاندارد مصرف می کند.

دومین نکته مثبت استاندارد بالای زیست محیطی است. از آنجایی که مصرف سوخت کاهش می یابد، انتشار گازهای خروجی کمتری وارد اکوسیستم می شود.

مزیت سوم این است که باتری های موتور الکتریکی از موتور بنزینی شارژ می شوند و در صورت تمام شدن آنها همیشه می توانید به بنزین تغییر دهید. این نیز شامل همان مشخصات فنی است. از نظر ویژگی های قدرت، "هیبرید" به هیچ وجه پایین تر از یک موتور معمولی نیست.

موتور "هیبریدی" در چرخه استفاده شهری، جایی که توقف های مکرر وجود دارد، بهترین احساس را دارد. در این مورد، خود موتور الکتریکی عمدتاً کار می کند. در بسیاری از کشورها، پلیس شهری خودروهای «هیبریدی» را هدایت می کند.

معایب استفاده از "هیبرید"

اولین عیب قابل توجه تعمیر گران قیمت موتورهای هیبریدی است. تولید کنندگان "هیبرید" این را با این واقعیت توضیح می دهند که واحد نیرو از نظر ساختاری هم در تعمیر و هم در بازسازی پیچیده است.

باتری های موتور هیبریدی نسبت به تغییرات و کاهش دما کاملاً حساس هستند و به همین دلیل است که وقتی به زیر 15- درجه سانتیگراد می رسند به سرعت تخلیه می شوند و کار عمدتاً روی بنزین انجام می شود.

هزینه بالای خود وسیله نقلیه با موتور هیبریدی. هر علاقه مندان به خودرو قادر به خرید خودرویی با قیمت 20000 دلار نیستند. با وجود این، تعدادی از کشورها برای ترغیب خریداران به خرید این خودروها، مالیات های ترجیحی بر ترخیص، ثبت نام و استفاده از موتورهای هیبریدی در نظر گرفته اند. این کار هنوز در کشورهای CIS انجام نشده است.

شاخص های مدرن

تویوتا در تعداد خودروهای هیبریدی پیشتاز است و از سال 1997 به طور فعال این خودروها را تولید می کند و در تغییرات خودروهای پریوس معمولی، کراس اوورهای Lexus RX400h و خودروهای لوکس - Lexus LS 600h.

در پایان سال 2006، بیش از نیم میلیون مدل پریوس به تنهایی در سراسر جهان فروخته شد. فناوری درایو هیبریدی تویوتا HSD توسط فورد (Escape Hybrid)، نیسان (Altima Hybrid) مجوز گرفته است.

تولید انبوه خودروهای هیبریدی به دلیل کمبود باتری های نیکل-فلز هیدرید با مشکل مواجه شده است.

در سال 2006، 90410 خودروی هیبریدی در ژاپن فروخته شد که 47.6 درصد نسبت به سال 2005 افزایش داشت.

در سال 2007، فروش خودروهای هیبریدی در ایالات متحده نسبت به سال 2006، 38 درصد افزایش یافت. خودروهای هیبریدی 2.15 درصد از بازار خودروهای سواری جدید در ایالات متحده را تشکیل می دهند. در مجموع، حدود 350000 خودروی هیبریدی در سال 2007 در ایالات متحده فروخته شد (بدون احتساب فروش جنرال موتورز).

در مجموع 1002000 خودروی هیبریدی از سال 1999 تا پایان سال 2007 در ایالات متحده فروخته شد.

نتیجه

همانطور که روند فعلی نشان می دهد، بیشتر و بیشتر رانندگان شروع به ترجیح واحدهای قدرت هیبریدی می کنند. آنها مقرون به صرفه تر، بی صدا و دوستدار محیط زیست هستند. عیب استفاده تعمیرات گران قیمت و حساسیت باتری ها به تغییرات دما است.

پیشرانه هیبریدی لکسوس RX400h

نیروگاه هیبریدی ترکیبی از کار یک موتور احتراق داخلی مدرن و یک موتور الکتریکی است. کل مجموعه توسط یک سیستم الکترونیکی، از جمله مصرف سوخت (بسته به روش رانندگی انتخاب شده) کنترل می شود.

حرکت توسط یک موتور الکتریکی شروع می شود که در سرعت های پایین نیز کار می کند. با افزایش سرعت، انرژی از باتری ها به واحد مدیریت نیرو فرستاده می شود که آن را به موتورهای الکتریکی توزیع می کند. موتورهای الکتریکی به هیبریدها اجازه می دهند تا به آرامی دور شوند. کل اصل عملیاتی یک نیروگاه هیبریدی نشان داده شده است خودروی هیبریدی لکسوس RX400h.

هنگامی که خودرو در حالت عادی حرکت می کند، انرژی بین چرخ ها و ژنراتور توزیع می شود، ژنراتوری که موتورهای الکتریکی را به حرکت در می آورد. سیستم الکترونیکی انرژی را به منظور به حداکثر رساندن صرفه جویی در آن کنترل می کند. ژنراتور در صورت لزوم انرژی اضافی را از باتری آزاد می کند و آن را شارژ می کند.

هنگام شتاب دادن به یک هیبریدی، موتور احتراق داخلی کار می کند و به منظور بهبود دینامیک، یک موتور الکتریکی وجود دارد. هنگام ترمزگیری، انرژی تبدیل می شود - جنبشی به الکتریکی. توسط موتورهای الکتریکی به واحد کنترل قدرت ارسال می شود که به نوبه خود آن را به باتری ولتاژ بالا باز می گرداند. در عین حال موتور بنزینی در حالت عادی کار می کند.

وظایف نیروگاه های هیبریدی:

• ارائه عملکرد خوب و شتاب سریع به دلیل تحویل لحظه ای برق.
• بخشی از انرژی را در هنگام ترمز کردن ذخیره کنید، تا حدی آن را به انرژی الکتریکی و تا حدی آن را به گرما تبدیل کنید (برخلاف خودروهای معمولی که 100٪ به گرما تبدیل می شود).
• سیستم مدیریت انرژی مدرن را به هیبرید ارائه دهید.
• کاهش اندازه و وزن قطعات.

یعنی پیشرانه های هیبریدی در خودروها باید میل به حفاظت از محیط زیست را با ایمنی بالا و حداکثر لذت رانندگی ترکیب کنند. این گفته مهندس ارشد لکسوس RX400h است که همچنین گفته است سیستم هیبریدی جدید ایجاد شده توسط این شرکت برای خودروهای بزرگ و متوسط ​​مناسب است.

پیشرانه هیبریدی

هدف آن در یک پیشرانه هیبریدی توزیع مجدد جریان نیرو به جایی است که بیشتر مورد نیاز است. اما، علاوه بر تضمین اقتصادی ترین استفاده از نیرو، عملکرد مشترک دو موتور را نیز مدیریت می کند و فوراً به نیاز راننده به قدرت بیشتر پاسخ می دهد.

دو منبع انرژی– موتورهای برقی و بنزینی که RX400h را نیرو می دهند (مانند هر خودروی دیگری) مکمل کاملی برای یکدیگر هستند. موتورهای الکتریکی با فراهم کردن نیروی اضافی فوری، سوخت مصرف نمی کنند در حالی که فضای تمیزی را حفظ می کنند. هر یک از منابع در سیستم در حالت بهینه کار می کند و بازده سوخت را برای خودرو و ویژگی های رانندگی عالی فراهم می کند.

بازیابی انرژی در یک پیشرانه هیبریدی

انرژی ای که در شرایط عادی به طور جبران ناپذیری از دست می رود تا حدی توسط فناوری های نیروگاه هیبریدی استفاده می شود. این یکی از منابع پس انداز است. به طور خاص، فناوری‌های هیبریدی لکسوس به لطف منبع انرژی اولیه با کارایی بالا، موتور احتراق داخلی V6 پیشرفته، و موتور الکتریکی با گشتاور بالا برای قدرت بیشتر، عملکرد عالی ارائه می‌دهند. در این حالت هیچ لرزشی رخ نمی دهد، سطح صدا، مصرف بنزین و مقدار CO2 منتشر شده در جو کاهش می یابد. راننده فقط احساس می کند که موتور چقدر سریع به دستورات پاسخ می دهد. نیروگاه هیبریدی پیچیده و فشرده که شامل یک موتور الکتریکی با ولتاژ بالا است، شتاب نرم و حداکثر راحتی را در هنگام رانندگی تضمین می کند.

هنگام ترمزگیری خودرو از ژنراتور نیز استفاده می شود که به ویژه در مسافرت در سطح شهر موثر است. در نیروگاه هیبریدی به دلیل عدم وجود گیربکس عملاً هیچ اصطکاک وجود ندارد که به شما امکان می دهد انرژی جنبشی را با تبدیل آن به انرژی الکتریکی ذخیره کنید.

اینورتر در یک نیروگاه هیبریدی

جریان مستقیم به لطف اینورتر به جریان متناوب تبدیل می شود که موتور الکتریکی را تغذیه می کند. لکسوس RX400h از یک مدار ولتاژ بالا استفاده می کند که ولتاژ را افزایش می دهد، به همین دلیل، در همان مقدار جریان، قدرت الکتریکی افزایش می یابد، عملکرد و گشتاور درایو موتور الکتریکی افزایش می یابد.

VDIM یا مدیریت یکپارچه دینامیک خودرو

بهبود کیفیت کنترل نیز با تعلیق اصلاح شده، یک سیستم کنترل الکترونیکی، یک سیستم کنترل پایداری مدرن و خود VDIM تضمین می‌شود که با هدف ترکیب سیستم‌هایی که قبلاً تمایل به توسعه جداگانه داشتند، حتی اگر در یک خودرو نصب شده باشند، ایجاد شده است. : ABS - سیستم ترمز ضد قفل، TRC - سیستم کنترل کشش، VCS - سیستم پایداری جهت، EPS - فرمان برقی. این ویژگی ها و ایمنی هیبریدی را بهبود بخشید و همچنین رفتار خودرو را قابل پیش بینی تر و نرم تر کرد. VDIM نه تنها همه آنها را گرد هم می آورد و اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی خودرو را از سنسورهای متعدد دریافت می کند، بلکه سیستم چهار چرخ محرک و پیشرانه هیبریدی را نیز کنترل می کند. و بهینه سازی عملکرد سیستم، به لطف VDIM، تأثیر مثبتی بر ویژگی های دینامیکی دارد. این پیشرانه بسیار کارآمدتر و کمتر از سیستم های کنترل پایداری معمولی است. Dynamic Control از انتقال سرعت بالا، ترمز و فناوری کنترل موتور برای کنترل کامل پیشرانه هیبریدی، سیستم ترمز و تمام چرخ محرک استفاده می کند و هر دو موتور را به طور همزمان و متناسب با شرایط رانندگی خاص مدیریت می کند.

راه اندازی سیستم

سیستم تامین انرژی با دریافت تاییدیه از کلید الکترونیکی روشن می شود، به این معنی که راننده در داخل ماشین است. به محض روشن شدن احتراق، سیستم قابلیت سرویس دهی همه سنسورها، موتورهای بنزینی و الکتریکی، باتری ها و ژنراتور را بررسی می کند. سپس اجزای مختلف سیستم ولتاژ بالا روشن می شوند - ماشین آماده کار است.

غیرفعال کردن سیستم

قبل از اینکه راننده پس از خاموش کردن احتراق از کابین خارج شود، تمام اجزای واحد برق خاموش می شوند - رایانه آخرین خاموش می شود و مطمئن شوید که خاموش شدن اجزا به پایان رسیده است.

کنترل ترمز در یک پیشرانه هیبریدی

سیستم ترمز احیا کننده که به صورت الکترونیکی کنترل می شود تا مقدار انرژی ذخیره شده را بهینه کند، به طور مستقل تصمیم می گیرد که چه زمانی لازم است از ترمزهای هیدرولیک استفاده شود و در چه مواردی ترمز احیا کننده انجام شود، که آن (سیستم) هر چند وقت یکبار اعمال می کند.

مدیریت قدرت

نیروگاه مصرف انرژی را در سرتاسر وسیله نقلیه کنترل می کند و بر اساس وضعیت فعلی هیبریدی تعیین می کند که کدام یک از دو موتور باید روشن شود. یعنی بر اساس این است که آیا شتاب مورد نیاز است یا خیر، و همچنین بر اساس سیگنال های ارائه شده توسط کامپیوتر از باتری. اگر شارژ باتری کافی باشد و دما خیلی پایین نباشد، هنگامی که ماشین برای اولین بار راه اندازی می شود، با یک موتور الکتریکی کار می کند، که موتور برای اولین بار از ژنراتور روشن می شود (انرژی مورد نیاز برای کل ماشین بلافاصله محاسبه می شود. ). در مرحله بعد، شرایط رانندگی بر اساس اطمینان از حداکثر بازده مورد نیاز برای تولید انرژی لازم محاسبه می شود. پس از این، سیگنال برای بدست آوردن تعداد دور مورد نیاز به موتور ارسال می شود که بیشتر توسط ژنراتور کنترل می شود.