Hibrīda dzinēja vēsture. Kas ir hibrīdauto

Hibrīdauto ir transportlīdzeklis, kas aprīkots ar neparastu dzinēju. iekšējā degšana, bet tā sauktais hibrīda spēka agregāts. Galvenā atšķirība hibrīdauto mobilajos tālruņos ir tas, ka šāda veida transportlīdzekļus darbina vairāki enerģijas avoti: siltuma un elektriskie. Citiem vārdiem sakot, hibrīdautomašīnā ir vairāku veidu dzinēji, kas virza transportlīdzekli.

Runājot par pašu hibrīddzinēja jēdzienu, daudzi šo terminu kļūdaini saprot kā īpašu spēkstaciju. Faktiski "hibrīdam" vajadzētu nozīmēt vairākus dzinējus dažādi veidi, kas apvienoti visaptverošā vienotā sistēmā dažādu enerģijas avotu pārvēršanai par noderīgs darbs. IN modernā autobūves nozare Hibrīdautomobiļi ir aprīkoti ar divu veidu spēka agregātiem: elektromotors darbojas tandēmā ar iekšdedzes dzinēju.

Lasiet šajā rakstā

Hibrīdauto galvenās priekšrocības un trūkumi

Viens no pirmajiem jauninājumiem bija shēma, kurā katra no elektrostacijām tiek aktivizēta noteiktos apstākļos. Ja iekārta ir dīkstāvē vai kustība notiek plkst zems ātrums, tad riteņus griež elektromotors. Lai paātrinātu un turpinātu uzturēt ātrumu, izveidojiet savienojumu Gāzes dzinējs. Turpmākā tehnoloģiju attīstība ir novedusi pie tā, ka hibrīdos ir vairākas iespējas, kā īstenot parastā dzinēja un elektromotora mijiedarbību. Šāda mijiedarbība varētu būt:

• konsekventa;
• paralēli;
• virkne-paralēli;

Secīgā mijiedarbība

Secīgā ķēde atgādina elektromobiļus, jo transportlīdzekļa kustība tiek realizēta ar elektromotora darbību. Iekšdedzes dzinējs šajā konstrukcijā ir savienots ar ģeneratoru, no ģeneratora jauda tiek piegādāta pašam elektromotoram, un paralēli notiek arī uzlāde akumulators. Ar vienu uzlādi litija jonu akumulators ar palielinātu jaudu bieži iespējams nobraukt aptuveni 50 km. ceļš, pēc kura tiek iedarbināts iekšdedzes dzinējs, kas pagarina norādīto segmentu līdz 10 reizēm (apmēram 500 km.)

Paralēlā mijiedarbība

Hibrīdi ar paralēlu instalāciju mijiedarbību liecina par abu atdalīšanas iespēju iekšdedzes dzinēja darbība un elektromotors, un vienlaicīga darbība. Šis dizains tiek īstenots, apvienojot, izmantojot īpašus savienojumus elektriskā vienība, iekšdedzes dzinējs un transmisija. Līdzīgas automašīnas hibrīda tips viņi saņem maz jaudīgs elektromotors, kas ne tikai pārvieto automašīnu, bet arī piegādā jaudu paātrinājuma laikā. Bieži vien šāds elektromotors ir starteris un auto ģenerators, kas strukturāli ieņem starpstāvokli starp iekšdedzes dzinēju un pārnesumkārbu.

Sērijas-paralēlā mijiedarbība

Šajā konstrukcijā iekšdedzes dzinējs un elektromotors ir savienoti caur planetārā pārnesumkārba. Šīs ieviešanas shēmas iezīme ir tāda, ka katru spēkstaciju var ieslēgt un izslēgt, vienlaikus nodrošinot riteņiem minimālo vai maksimālo jaudu. Turklāt norādītā jauda tiek piegādāta atsevišķi vai vienlaikus. Šajā ķēdes dizainā ir ģenerators, kas darbina hibrīda elektromotoru.

Mūsdienās hibrīdauto tirgus līderis ir Toyota Corporation, kas izmanto sērijveida paralēlo ieviešanu ar nosaukumu Hybrid Synergy Drive.

Elektromotors, iekšdedzes dzinējs un ģenerators ir apvienoti kopējā sistēma caur planetāro pārnesumkārbu. Iekšdedzes dzinējs ražo minimālu jaudu “zemākā” diapazonā (Atkinsona cikls), ļaujot ietaupīt degvielu. Hibrīdauto ar šādu mijiedarbības shēmu pieņem:

1. Ekonomiskais režīms braukšanai tikai ar elektrisko jaudu ar izslēgtu iekšdedzes dzinēju, kura laikā elektromotoru darbina akumulators.
2. Apkope iestatīt ātrumu sadalot iekšdedzes dzinēja jaudu uz riteņiem un ģeneratoru, no kura tiek darbināts paralēli strādājošs elektromotors. Arī akumulators tiek uzlādēts.
3. Intensīva paātrinājuma un lielu slodžu režīms, kad iekšdedzes dzinējs un elektromotors darbojas paralēli. Šajā režīmā elektromotoru darbina akumulators, neņemot jaudu no ģeneratora.

Hibrīdu darbība: mītu iznīcināšana

• Hibrīdautomobiļi ir jauns produkts, kas nav pilnībā uzlabots un kam ir daudz trūkumu. Tas ir mīts, jo Toyota zīmols darbojas pilnā apjomā sērijveida ražošana hibrīdmodeļi gandrīz 20 gadus.
• Hibrīdiem beidzas akumulatora jauda, ​​kas rada problēmas. Tā ir taisnība, bet tikai daļēji. Tehnoloģiju attīstības sākumposmā līdzīgi gadījumi met, bet šodien augstas precizitātes elektronika neļauj dziļa izlāde baterijas.
• Hibrīdautomobiļi sabojājas biežāk un ir dārgi un grūti remontējami. Tas ir mīts, jo hibrīdautomobiļi ir ne mazāk uzticami darbībā, salīdzinot ar parastajiem dīzeļdzinējiem un benzīna iekšdedzes dzinēji. Lielākā daļa degvielas uzpildes staciju visaptveroši apkalpo hibrīdus līdzvērtīgi parastajiem automobiļiem. Turklāt hibrīdu pārnesumkārba novērš berzes sajūgu klātbūtni, kas padara šādu transmisiju vienkāršu un uzticamu, par ko nevar teikt. dažādi veidi Automātiskā pārnesumkārba. Kas attiecas uz iekšdedzes dzinējiem, tad hibrīdos bieži darbojas dzinējs zemi apgriezieni, nesasniedz maksimālās slodzes. Ja ņemam vērā arī Atkinsona ciklu, tad hibrīddzinēja dzinēja mūžs ir daudz lielāks nekā parastajam dzinējam.
• Hibrīda iekšdedzes dzinējam ir mazāka jauda, ​​salīdzinot ar saviem analogiem, šādi automobiļi zaudē dinamiku. Jā, dzinēja jauda hibrīdos tas ir mazāks, taču, pievienojot elektromotoru, agregātu kopējā jauda ievērojami pārsniedz parasto analogu jaudu ar vienu benzīna dzinēju.
• Hibrīdauto patēriņš praksē daudz neatšķiras no parastā automašīna. Daļēji tā ir taisnība, jo hibrīdauto patēriņa līmenis ir tieši atkarīgs no braukšanas režīmiem. Lai sasniegtu maksimālu efektivitāti, jums jāmaina braukšanas stils uz lēnu, mierīgu un vienmērīgu, izvairoties no paātrinājuma, aktīvas droseles utt. Citiem vārdiem sakot, spēcīgi nospiežot gāzes pedāli, vadības sistēma pavēlēs iedarbināt iekšdedzes dzinēju.

Ideja par degvielas taupīšanu hibrīdautomobiļos ir pēc iespējas ilgāk braukt ar elektrību ar uzlādētu akumulatoru ar ātrumu līdz 60 km/h, kas bieži vien ir pietiekami blīvā pilsētas satiksmē. Jāpiebilst arī, ka sistēma ņem vērā liels skaits faktori: āra temperatūra, iekšdedzes dzinēja sildīšanas pakāpe un , akumulatora uzlāde, braukšana no kalna vai kalna u.c. IN dažādi apstākļi Hibrīds var izmantot iekšdedzes dzinēju vai var darboties tikai ar elektrisko enerģiju.

• Hibrīdam akumulatoru tirgū ir grūti atrast, turklāt akumulators aizņem daudz vietas automašīnas bagāžniekā. Tas ir mīts, jo hibrīdu akumulatori vienmēr ir pieejami pasūtīšanai auto veikalos, kā arī tiek prezentēti plaša izvēle dažādos interneta resursos. Kas attiecas uz brīva vieta, akumulators praktiski neaizņem izmantojamu vietu bagāžas nodalījumā.
• Ieslēgts hibrīdauto Jūs nevarat piegādāt gāzi. Tas ir mīts, jo pasaules ražotāji ražo aprīkojumu, kas ir saderīgs ar hibrīdauto.

Izlasi arī

Kā pašam mazgāt un izžāvēt dzinēju, izmantojot improvizētus līdzekļus. Pamatpadomi un triki drošai DIY dzinēja mazgāšanai.

Automašīnas ar hibrīddzinēju prototips parādījās 19. gadsimta beigās. Mūsdienās tas ir transportlīdzeklis, kas mazā ātrumā spēj neizmantot degvielu, bet pārvietoties, izmantojot elektroenerģiju.

Hibrīda dzinējs ir sistēma, kas sastāv no elektriskās un degvielas dzinēji. Turklāt darba laikā katrs var tikt iesaistīts vai nu atsevišķi, vai abos neatkarīgos ciklos.

Dizains un darbības princips

Visizplatītākais hibrīddzinēja darbības režīms ir tāds, ka automašīnai braucot ar mazu ātrumu, piemēram, pilsētas robežās, tiek izmantots elektriskā vienība. Kad automašīna pārvietojas pa šoseju, tiek ieslēgts iekšdedzes dzinējs (ICE). Lielas slodzes gadījumā, piemēram, strauji kāpjot kalnā, tiek ieslēgti abi dzinēji.

Protams, šādas ierīces priekšrocības ietver faktu, ka, izmantojot elektromotoru, degvielas patēriņš ir ievērojami samazināts, jo tā darbojas ar pastāvīgi papildinātu akumulatora enerģiju.

Iespēja, vismaz daļēji, samazināt atkritumu daudzumu kaitīgās vielas gaisā – vēl viens pluss auto hibrīdsistēmai.

Hibrīdi ir raksturīgi zema jauda, ko iekšdedzes dzinējs palīdz kompensēt.

Hibrīdu dzinēji var būt gan benzīna, gan dīzeļdzinēji. Turklāt ražotāji gāzes iekārtas(GBO) ir izstrādājuši sistēmas, kas spēj darboties ar šīm automašīnām.

Hibrīda dizaina piemērs

Hibrīda ierīce ietver:

Tā struktūra un izmēri ir izstrādāti tā, lai samazinātu svaru, kaitīgās emisijas un degvielas patēriņu.

Elektromotors ir izstrādāts, ņemot vērā hibrīda īpašības. Tas tika veikts ne tikai radīts, strādājot ar degvielas bloks, bet arī samaksāts Īpaša uzmanība jaudas indikatori. Tajā pašā laikā tas ģenerē enerģiju, lai uzlādētu automašīnas akumulatoru. To var iebūvēt spēkstacijā vai novietot atsevišķi no tā dažos modeļos tiek izmantotas abas iespējas.

Pārnešana. Hibrīda transmisijas darbība faktiski sakrīt ar tās dizainu parastas automašīnas. Bet atkarībā no hibrīddzinēja veida tie var atšķirties. Pārnesumkārbas tajās ir vai nu hibrīda ar integrētu elektromotoru, vai parastās mehāniskās un automātiskās. Piemēram, pārraide Toyota automašīna paredzēts ar sazarotām jaudas plūsmām. Šāda veida dzinējs darbojas vienmērīgas slodzes režīmā, kas palīdz ievērojami ietaupīt degvielas patēriņu.

Degvielas tvertne. Nepieciešams uzturā iekšdedzes dzinēju degviela. Lai ilustrētu vairākas priekšrocības, es vēlos minēt vienu faktu par labu šim: enerģija, kas iegūta, sadegot 1 litru benzīna, ir salīdzināma ar enerģiju, ko ģenerē aptuveni 450 kg smags akumulators.

Akumulators. Tās galvenā funkcija ir radīt pietiekamu enerģijas līmeni elektromotora darbībai. Automašīna barošanai izmanto divus akumulatorus, augstsprieguma vienu un parasto 12 (V). borta tīkls. Sākotnēji, pirms tiek iedarbinātas visas sistēmas, strāva tiek piegādāta tikai no standarta jaudas, jo augstsprieguma akumulatora un invertora darbībai ir nepieciešama pastāvīga dzesēšana.

Invertors pārvērš D.C. augstsprieguma akumulatoru trīsfāzu maiņstrāva elektromotoram un otrādi. Tas arī regulē enerģijas sadali un kontrolē elektromotoru.

Ģenerators. Tā darbības princips ir tāds pats kā elektromotoram, taču tā mērķis ir ģenerēt elektroenerģiju.

3 veidu hibrīda vienības

Kā minēts iepriekš, automašīnas hibrīdsistēma ir dzinēju kombinācija, kas ir sava veida divas dažādas savstarpēji saistītas tehnoloģijas. Hibrīda piedziņas tehnoloģiju raksturo divi veidi: divu degvielu jeb divvērtīgie un hibrīdie spēka agregāti.

Šis sadalījums divās spēka agregātu kombinācijās ir noteikts, lai tos klasificētu pēc dažādi principi strādāt.

Hibrīda spēka agregāts ietver iekšdedzes dzinēju un elektromotoru-ģeneratoru. Tādējādi elektromotors ir gan enerģijas ģenerators, gan vilces motors, un starteris iekšdedzes dzinēja iedarbināšanai.

Ir trīs hibrīda spēka piedziņas veidi. Galvenais klasifikācijas kritērijs ir galvenās struktūras izpilde. Līdz ar to ir: mikrohibrīda spēka piedziņa, vidēja hibrīda spēka piedziņa un pilna hibrīda spēka piedziņa.

Mikrohibrīda spēka piedziņa

Šāda veida piedziņas konceptuālā iezīme slēpjas tā elektriskajā daļā, kas nepieciešama tikai “start-stop” funkcijas veikšanai. Tajā pašā laikā daļa no saražotās kinētiskās enerģijas tiek atkārtoti izmantota kā elektroenerģija (reģenerācijas process).

Braukšana tikai ar elektrisko vilci nav iespējama. Hibrīda 12 voltu ar stiklšķiedru pildītā akumulatora veiktspējas raksturlielumi ir paredzēti, lai izturētu biežu dzinēja iedarbināšanu. Tāpat, lai uzkrātu enerģiju no reģenerācijas, var izmantot uzglabāšanas ierīci elektroķīmiskā kondensatora veidā.

Mikrohibrīds no Mazda

Vidēja hibrīda spēka piedziņa

Elektriskā piedziņa palīdz darboties iekšdedzes dzinējam. Tajā pašā laikā hibrīda kustība netiek veikta tikai elektriskās vilces dēļ. Šis tips hibrīda motors Elektriskā enerģija tiek reģenerēta bremzēšanas laikā un pēc tam uzkrāta augstsprieguma akumulatorā.

Sakrīt hibrīda augstsprieguma akumulatora dizains un visas tā elektriskās daļas nepieciešamais līmenis spriegums, kas ļauj ģenerēt pietiekami daudz liela jauda. Galu galā, pateicoties atbalstam ICE elektromotors, tā darbu raksturo maksimāla efektivitāte.

Pilna hibrīda spēka piedziņa

Šajā tipā ir apvienots divu motoru: elektromotora un iekšdedzes dzinēja darbs. Pilna hibrīda tips ļauj automašīnai pārvietoties tikai elektriskās vilces un pietiekami lielas distances dēļ. Noteiktos apstākļos barošanas bloks darbojas kā vidēja hibrīds.

Šīs automašīnas ir aprīkotas ar diezgan jaudīgu elektromotoru un lielākiem augstsprieguma akumulatoriem, kas ļauj tiem radīt šādas īpašības. Akumulatora uzlādes pamats ir arī enerģijas atgūšanas process.

Start-stop funkcija ir ieviesta iekšdedzes dzinējam, kas ieslēdzas tikai nepieciešamības gadījumā. Un iekšdedzes dzinēja atdalīšana no elektromotora tiek veikta, pateicoties starp tiem uzstādītajam sajūgam, lai tie varētu darboties neatkarīgi viens no otra.

Elektromotora un iekšdedzes dzinēja darbības mijiedarbības shēmas

Hibrīdautomobiļi ir izstrādāti pēc trim dzinēju mijiedarbības shēmām. Apskatīsim katru no tiem.

Secīgās mijiedarbības shēma

Šis ierīces princips ir visvienkāršākā hibrīdauto dzinēja versija. Tās darbības shēma ir šāda: griezes moments no iekšdedzes dzinēja nonāk ģeneratorā. Pēc tam ģenerators ģenerē darbam nepieciešamo elektroenerģiju un pārsūta to uz akumulatoru. Turklāt akumulators tiek uzlādēts kinētiskās enerģijas atjaunošanas procesā. Šajā shēmā automašīnas kustība tiek veikta tikai elektriskās vilces dēļ.

Šo shēmu raksturo secīga enerģijas pārveidošana, t.i. Enerģija, kas nāk no degvielas sadegšanas iekšdedzes dzinējā, tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā, tālāk ar ģeneratoru tiek pārveidota par elektroenerģiju un pēc tam atkal pārveidota mehāniskajā enerģijā.

Secīgās ķēdes pozitīvie aspekti:

1. Iekšdedzes dzinējs darbojas nemainīgā ātrumā.
2. Nav nepieciešams motors ar liela jauda un degvielas patēriņš.
3. Pārnesumkārba un sajūgs šeit nav vajadzīgi.
4. Hibrīda augstsprieguma akumulatora elektriskā enerģija ļauj transportlīdzeklim pārvietoties ar izslēgtu iekšdedzes dzinēju.

Secīgās ķēdes negatīvie aspekti:

1. Enerģijas pārveidošanas posmos notiek enerģijas zudumi.
2. Akumulatora izmēri un izmaksas ir diezgan augstas.

Lielākā daļa spilgts pārstāvis hibrīda transportlīdzeklis ar secīgas mijiedarbības ķēdi Chevrolet Volt

Ja mēs runājam par piemērots variants transportlīdzekļa kustība ar secīgu mijiedarbības modeli, tad tā ir pilsētas satiksme ar biežām pieturām, kad nepārtraukti tiek ieslēgta enerģijas atgūšanas sistēma.

Paralēlās mijiedarbības shēma

Šī shēma saņēma šo nosaukumu, jo automašīnas dzinēji pastāvīgi darbojas kopā. Šāda veida divu moduļu mijiedarbības darbības princips rodas automašīnas, elektromotora un iekšdedzes dzinēja elektronikas dēļ. Abi dzinēji ir savienoti ar pārnesumkārbu, izmantojot planetārais zobrats.

Izmantojot tīri elektrisko enerģiju, šādi hibrīdi spēj braukt neilgu laiku, kamēr iekšdedzes dzinēju no transmisijas atvieno sajūgs.

Vadības bloks sadala griezes momentu no abiem dzinējiem atkarībā no transportlīdzekļa braukšanas režīma. Iekšdedzes dzinējam ir vairāk nekā svarīga loma, un elektromotors ieslēdzas, kad nepieciešama papildu saķere, piemēram, kad automašīna strauji paātrinās. Bremzējot vai braucot, elektromotors darbojas kā elektroenerģijas ģenerators.

Elektromotors ir iestrādāts kastē BMW pārnesumi 530E iPerformance

Ir modifikācijas ar elektromotoru atsevišķi no iekšdedzes dzinēja tās ir sarežģīta sistēma, bet tajā pašā laikā efektīva. Šis modulis sastāv no diviem elektromotoriem, vilces motora, kas caur planētu pārnesumu savienots ar otro, kas kalpo kā ģenerators un starteris.

Tādā iekšdedzes dzinēja diagramma nav tieši savienots ar riteņiem, kas ļauj pastāvīgi pārsūtīt daļu griezes momenta uz ģeneratoru un uzlādēt akumulatoru.

Strāvas punkts paralēlais hibrīds ar neatkarīgiem elektromotoriem

Paralēlas ķēdes pozitīvie aspekti:

Tā kā galvenais darbs tiek uzticēts iekšdedzes dzinējam, nav nepieciešams uzstādīt jaudīgu augstsprieguma akumulatoru. Iekšdedzes dzinējs ir tieši savienots ar piedziņas riteņiem, tāpēc enerģijas zudumi ir ievērojami mazāki.

Paralēlas ķēdes negatīvie aspekti:

Šīs shēmas galvenais trūkums ir lielāks degvielas patēriņš salīdzinājumā ar citām dzinēja mijiedarbības shēmām. Izrādās, ka jūs nevarēsit ietaupīt uz pilsētas satiksmi, lielākoties labs variants uz šosejas būs satiksme.

Sērijas-paralēlas mijiedarbības shēma

Pats šīs shēmas nosaukums norāda uz to šis tips- Šī ir iespēja apvienot divas iepriekš apspriestās shēmas: seriālo un paralēlo. Automašīnas kustība ar nelielu ātrumu un tās iedarbināšana no vietas tiek veikta tikai elektriskās daļas jaudas dēļ. Iekšdedzes dzinējs atbalsta automašīnas ģeneratora darbību, tāpat kā secīgās mijiedarbības shēmā. Griezes momenta pārnešana no iekšdedzes dzinēja uz riteņiem notiek, braucot ar lielu ātrumu.

Pie lielām slodzēm, kas prasa palielināta jauda, automašīnas ģenerators var nesaražot nepieciešamo enerģijas daudzumu, un šajā gadījumā elektromotoru papildus darbina akumulators, kā paralēlā ķēdē.

Šī shēma nodrošina papildu ģeneratoru, tas uzlādē akumulatoru. Elektromotors ir nepieciešams tikai piedziņas riteņu piedziņai un reģeneratīvās bremzēšanas nodrošināšanai.

Daļa no iekšdedzes dzinēja pārnestā griezes momenta nonāk piedziņas riteņiem, bet daļa ģeneratora darbināšanai, kas savukārt darbina elektromotoru un uzlādē akumulatoru.

Atbild par griezes momenta virzienu uz riteņiem, ģeneratoru vai elektromotoru un tā attiecību planētu mehānisms- strāvas sadalītājs. Regulē strāvas padevi no ģeneratora un akumulatora elektroniskā vienība auto kontrole.

Šo tehnoloģiju izmanto arī hibrīdiem pilnpiedziņas automašīnas. Uz priekšējās ass ir iekšdedzes dzinējs ar elektromotoru paralēlā ķēdē, un uz aizmugurējās ass ir tikai elektromotors, kas virknē ķēdē savienots ar iekšdedzes dzinēju.

Pilnpiedziņas hibrīds no Mitsubishi

Pozitīvie virknes paralēlās ķēdes aspekti:

Nav grūti uzminēt, ka šīs hibrīda shēmas nenoliedzamā priekšrocība ir tā augstā degvielas efektivitāte apvienojumā ar labām jaudas īpašībām. Dabas mīļotāji novērtēs tās videi draudzīgumu.

Sērijas paralēlās ķēdes negatīvie aspekti:

Starp negatīvajiem aspektiem ir sarežģītāks dizains, salīdzinot ar iepriekšējām shēmām, un rezultātā augstāka cena. Tā kā papildus ģenerators, ietilpīgs akumulators un komplekss elektroniskā shēma vadība.

Secinājums

Mēs apskatījām visu veidu hibrīdus un to mijiedarbības modeļus, taču kopumā ir daudzas sugas, kuras ir grūti klasificēt kā vienu no tām, jo ​​laika gaitā tehnoloģijas tiek arvien vairāk sajauktas un pilnveidotas.

Daži izmanto šķidruma savienojumus ar pārnesumkārbu, nevis planetāro pārnesumu, bet citi eksperimentē ar aizmugures pozīcija Iekšdedzes dzinējs vai pat iekšdedzes dzinējs un elektromotors ir izkliedēti pa divām asīm. Dizaineri ar to neapstājas un arvien vairāk attīsta šo virzienu.

Autoleek

Hibrīdauto nav jauns izgudrojums. Pirmais solis ceļā uz hibrīda izveidi Transportlīdzeklis, tika izgatavots 1665. gadā, kad jezuītu priesteris Ferdinands Verbiests sāka darbu pie plāniem būvēt vienkāršus četrriteņu transportlīdzekļus, kurus varētu darbināt ar tvaika vai zirga vilktiem transportlīdzekļiem. Pirmās automašīnas ar hibrīddzinēju parādījās 19. un 20. gadsimta mijā. Turklāt dažiem izstrādātājiem ir izdevies pāriet no projektiem uz maza mēroga ražošanu. Sākot no 1897. gada un nākamo 10 gadu laikā, franču Compagnie Parisienne des Voitures Electriques ražoja elektrisko transportlīdzekļu un automašīnu ar hibrīddzinējiem sēriju. 1900. gadā General Electric izstrādāts hibrīdauto ar 4 cilindru benzīna dzinēju. Un “hibrīdās” kravas automašīnas nobrauca no Čikāgas Walker Vehicle Company montāžas līnijas līdz 1940. gadam.
Protams, tie visi bija tikai prototipi un maza mēroga automašīnas. Tomēr tagad akūts eļļas trūkums un ekonomiskā krīze ir pamudinājusi hibrīddzinēju attīstību. Tagad apskatīsim tuvāk, kas ir hibrīddzinējs un kāda ir tā izmantošana? Hibrīddzinējs ir divu dzinēju sistēma - elektriskā un benzīna. Atkarībā no darbības režīmiem gan benzīns, gan elektrība var ieslēgties vienlaicīgi vai atsevišķi. Šis process tiek kontrolēts jaudīgs dators, kas nolemj, ka tam vajadzētu darboties tieši tagad. Ja automašīna pārvietojas pilsētas režīmā, tad elektromotors jau tiek izmantots, paātrinot vai smagas kravas abi strādā. Kamēr benzīna dzinējs darbojas, akumulators tiek uzlādēts. Šāds dzinējs, pat ņemot vērā to, ka sistēmā tiek izmantots benzīna dzinējs, ļauj par 90% samazināt kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā un tajā pašā laikā būtiski samazina benzīna patēriņu pilsētā (uz šosejas tikai benzīna dzinējs darbojas, tāpēc tur nav nekādu ietaupījumu).

Sāksim ar to, kā automašīna sāk kustēties. Braucot ar mazu ātrumu, tiek izmantots tikai akumulators un elektromotori. Akumulatorā uzkrātā enerģija nonāk enerģijas centrā, kas, savukārt, to novirza uz elektromotoriem, liekot automašīnai kustēties vienmērīgi un klusi. Pēc ātruma palielināšanas tiek ieslēgts iekšdedzes dzinējs, un piedziņas riteņiem vienlaikus tiek piegādāts griezes moments no elektromotoriem un iekšdedzes dzinēja. Šajā gadījumā daļa no iekšdedzes dzinēja enerģijas nonāk ģeneratorā, un tagad tas darbina elektromotorus, un nodod savu lieko enerģiju akumulatoram, kurš kustības sākumā zaudēja daļu savas enerģijas rezerves. Braucot iekšā parastais režīms izmanto tikai automātiski Priekšējā piedziņa, visās pārējās - pilnīgs. Paātrinājuma režīmā griezes moments uz riteņiem galvenokārt nāk no benzīna dzinēja, un elektromotori papildina iekšdedzes dzinēju, ja nepieciešams, lai palielinātu dinamiku. Viens no visvairāk interesanti momenti- bremzēšana. Automašīnas elektroniskās “smadzenes” pašas izlemj, kad izmantot hidrauliku bremžu sistēma, un reģeneratīvās bremzēšanas gadījumā, dodot priekšroku pēdējai. Tas ir, brīdī, kad tiek nospiests bremžu pedālis, tie pārslēdz elektromotorus uz “ģeneratora” darbības režīmu, un tie rada bremzēšanas momentu uz riteņiem, radot elektroenerģiju un barojot akumulatoru caur enerģijas centru. Šis ir “hibrīda” izcēlums.

IN klasiskās automašīnas bremzēšanas enerģija tiek pilnībā zaudēta, atstājot siltumu cauri bremžu diski un citas detaļas. Bremzēšanas enerģijas izmantošana ir īpaši efektīva pilsētvidē, kad bieži jābremzē pie luksofora. Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) integrē un kontrolē visu aktīvo drošības sistēmu darbību.
Viens no pirmajiem veiksmīgas automašīnas aprīkots ar hibrīddzinēju, kas nonāca masās un kļuva par Toyota izstrādātu. Toyota Prius", patērējot 3,2 litrus benzīna uz 100 km (pilsētā). Uzņēmums Toyota izlaida arī SUV ar hibrīdu Lexus dzinējs RX400h šādas automašīnas izmaksas, atkarībā no konfigurācijas, svārstās no 68 līdz 77 tūkstošiem dolāru. Jāpiebilst, ka pirmais Toyota versijas Prius bija zemāks par tās pašas klases automašīnām gan ātruma, gan jaudas ziņā, bet Lexus RX400h vairs neatpaliek no saviem klasesbiedriem ne ātruma, ne jaudas ziņā.

Prezentētāji bažas par automašīnu pasaulē, ir pievērsuši uzmanību arī hibrīddzinējiem kā degvielas ekonomijas un piesārņojuma problēmas risinājumam vidi. Tātad Volvo uzņēmums Grupa paziņoja par hibrīddzinēja izveidi kravas automašīnām, vilcējiem, puspiekabēm un autobusiem. Uzņēmuma izstrādātāji sagaida, ka viņu ideja sasniegs 35% degvielas ietaupījumu.
Ar visu šo gan jāsaka, ka hibrīdauto līdz šim ar blīkšķi aizbraukuši tikai Ziemeļamerikā (Kanādā un ASV). Un Amerikā pieprasījums pēc tiem pieaug arvien vairāk, jo ir līdz pēdējos gados Automašīnas, kas patērēja daudz degvielas, bija populāras, un, tā kā degvielas cenas sāka strauji un strauji augt, amerikāņi sāka asi domāt par tās taupīšanu un kā problēmas risinājumu sāka izmantot automašīnas ar hibrīddzinējiem. Eiropā uz hibrīddzinēju parādīšanos reaģēja mierīgi, jo tur tos darbina vecais labais dīzelis, kas ir ekonomisks un videi draudzīgāks par benzīna dzinēju. Atšķirībā no ASV, Eiropā vairāk nekā 50% automašīnu ir aprīkotas ar dīzeļdzinējiem. Turklāt dīzeļa automašīnas Lētāki nekā hibrīdie, vienkāršāki un uzticamāki. Galu galā visi zina, jo sarežģītāka sistēma, jo mazāk uzticama tā ir! Un tieši to sarežģītības un kaprīzuma dēļ pēcpadomju telpā hibrīdauto praktiski nav. Oficiālie izplatītāji viņi šeit netiek atvesti. Un jebkurš šādas automašīnas īpašnieks neizbēgami saskarsies ar degvielas uzpildes stacijas problēmu. Mums nav degvielas uzpildes staciju, kas nodarbojas ar hibrīdauto. Un jūs pats nevarat salabot šādu mašīnu!

Pārliecinošs vairākums modernas automašīnas Kā spēka agregāts tiek izmantots iekšdedzes dzinējs. Ņemot vērā pakāpenisku naftas rezervju izsīkšanu, kā arī pieaugošās prasības videi draudzīgumam, autoinženieri izstrādā jaunas tehnoloģijas, kas ļaus atteikties no ogļūdeņražu izmantošanas par degvielu vai vismaz samazināt patēriņu.

Ir divi veidi, kā atrisināt šo problēmu: iekšdedzes dzinēja vietā uzstādiet elektromotoru vai hibrīddzinēju. Daudzi automašīnu zīmoli izmanto pēdējo.

Kā norāda nosaukums, šāds barošanas bloks ir klasisks dzinējs iekšdedzes un tajā pašā laikā elektromotors, apvienots vienā. Daudzu iemeslu dēļ šis risinājums ir labāks par elektrisko piedziņu.

Mūsdienās elektromobiļiem ir nopietni trūkumi. Būtiskākie no tiem ir attīstīta elektrisko uzlādes staciju tīkla trūkums, kā arī nepietiekams nobraukuma attālums bez uzlādes (par dažādi modeļi elektriskajiem transportlīdzekļiem tas svārstās no 80 līdz 160 km).

Turklāt, lai pilnībā uzlādētu akumulatorus, būs nepieciešamas vairākas stundas, kas nozīmē, ka šāda auto mobilitāte aprobežojas ar braucieniem no mājām uz darbu un atpakaļ.

Tomēr mēs nedrīkstam aizmirst par elektromotora priekšrocībām, tostarp vairāk augsta efektivitāte(y ICE maksimums Efektivitāte tiek sasniegta tikai pie noteiktiem ātrumiem), nav nekādu izmešu, liels griezes moments.

Elektriskam dzinējam, atšķirībā no tā, kas darbojas ar naftas produktiem, nav nepieciešama pastāvīga degvielas padeve. Tas var palikt izslēgtā stāvoklī tik ilgi, cik nepieciešams, līdz tam tiek pievienots spriegums. Kad tiek piegādāta elektrība, tā gandrīz acumirklī nodod maksimālo saķeri ar riteņiem.


Hibrīddzinējs apvieno abu dzinēju priekšrocības, kā rezultātā tiek panākta efektivitāte, videi draudzīgums un labas dinamiskās īpašības.

Hibrīddzinēju darbības princips

Hibrīddzinējs ir veidots tā, lai abi motori, nosacīti runājot, darbotos viens uz otru. Iekšdedzes dzinējs griež ģeneratoru un piegādā enerģiju elektromotoram, kas ļauj “partnerim” strādāt optimālais režīms bez pēkšņām svārstībām un slodzēm. Turklāt hibrīdi parasti ir aprīkoti ar KERS kinētiskās enerģijas atgūšanas sistēmu (līdzīgi kā tiek izmantota Formula 1 automašīnās).

Šī sistēma ļauj uzlādēt akumulatorus bremzēšanas laikā un tad, kad automašīna braukā. Tās darbības princips ir tāds, ka bremzējot riteņi iedarbina elektromotoru, kas šajā gadījumā pats pilda ģeneratora lomu un uzlādē akumulatorus. KERS ir īpaši noderīgs, braucot pa pilsētu “start-stop” režīmā.

Atbilstoši hibridizācijas pakāpei spēka agregāti Bija trīs veidi: “mērens”, “pilns” un spraudnis. “Mērenos” režīmos iekšdedzes dzinējs pastāvīgi darbojas, un elektromotors tiek ieslēgts tikai tad, kad nepieciešama papildu jauda.

Automašīna ar “pilnu” hibrīdu spēj pārvietoties tikai ar elektrību, netērējot degvielu.

Spraudnis, piemēram pilns hibrīds, var pārvietoties tikai ar elektrību, bet ir iespēja uzlādēt no kontaktligzdas, tādējādi apvienojot visas elektromobiļa priekšrocības un atbrīvojoties no tā galvenā trūkuma - ierobežota nobraukuma bez uzlādes. Kad baterijas izlādējas, spraudnis darbojas kā parasts hibrīds.

Elektromotora un iekšdedzes dzinēja mijiedarbības shēmas

Inženieri dažādi uzņēmumi ir dažādas pieejas jautājumam par hibrīddzinēju uzbūvi. Mūsdienu automašīnas ir aprīkoti ar hibrīddzinējiem, kas būvēti saskaņā ar vienu no trim degvielas un elektrisko komponentu mijiedarbības shēmām, kas tiks aplūkotas turpmāk.

Sērijas ķēde

Šī ir vienkāršākā iespēja. Tās darbības princips ir šāds: griezes moments no iekšdedzes dzinēja iekšā šajā gadījumā pārsūtīts tikai uz ģeneratoru, kas ražo elektrību un uzlādē akumulatorus. Šajā gadījumā automašīna pārvietojas tikai ar elektrisko jaudu.

Akumulatora uzlādēšanai tiek izmantota arī kinētiskās enerģijas reģenerācijas sistēma. Šī shēma ir parādā savu nosaukumu secīgām enerģijas pārveidošanām: iekšdedzes dzinēja degvielas sadegšanas enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā, pēc tam, izmantojot ģeneratoru, elektroenerģijā un atkal mehāniskajā enerģijā.


Šī dizaina priekšrocības ir šādas:

• Iekšdedzes dzinējs vienmēr darbojas ar nemainīgu ātrumu, ar maksimālu efektivitāti;
• nav nepieciešams aprīkot automašīnu ar jaudīgu un jaudīgu dzinēju;
• nav nepieciešams sajūgs vai pārnesumkārba;
• Automašīna spēj pārvietoties pat ar izslēgtu iekšdedzes dzinēju, izmantojot akumulatorā uzkrāto enerģiju.

Tomēr secīgajai shēmai ir arī savi trūkumi:

1. enerģijas zudumi transformācijas procesā;
2. lieli izmēri, svars un augstās akumulatoru izmaksas.

Vislielākā šīs shēmas efektivitāte tiek sasniegta, braucot ar biežu apstāšanos, kad KERS aktīvi strādā. Tāpēc tas ir atradis pielietojumu pilsētas transportā. Tiek izmantoti arī hibrīddzinēji ar secīgu ķēdi kalnrūpniecības pašizgāzēji, kuru darbībai nepieciešams liels griezes moments un nav nepieciešams liels ātrums.

Paralēlā ķēde

“Paralēla” hibrīddzinēja darbības princips pilnīgi atšķiras no iepriekš aprakstītā. Automašīnas ar paralēlu hibrīddzinēja piedziņu, izmantojot gan iekšdedzes dzinēju, gan elektromotoru. Šajā gadījumā elektromotoram jābūt atgriezeniskam, t.i. spēj darboties kā ģenerators. Abu motoru koordinēta darbība tiek panākta ar datora vadību.

Atkarībā no braukšanas režīma vadības bloks sadala griezes momentu, kas nāk no abiem hibrīda elementiem. Galveno darbu veic iekšdedzes dzinējs, bet elektromotors tiek pieslēgts, kad nepieciešama papildu jauda (iedarbinot, paātrinot bremzējot un samazinot ātrumu, darbojas kā ģenerators);


Šīs izkārtojuma priekšrocības ir tādas, ka nav nepieciešams uzstādīt akumulatoru liela ietilpība, enerģijas zudumi ir daudz mazāki nekā ar secīgu ķēdi, jo iekšdedzes dzinējs ir tieši savienots ar piedziņas riteņiem, un turklāt pati konstrukcija ir diezgan vienkārša un tāpēc lēta.

Galvenie shēmas trūkumi ir zemāka degvielas patēriņa efektivitāte salīdzinājumā ar citām iespējām un zema efektivitāte pilsētvidē. Automašīnas ar paralēlo hibrīddzinēju ir visefektīvākās, braucot pa šoseju.

Honda hibrīdautomobiļi tiek būvēti pēc šīs shēmas. Galvenais princips uzņēmuma vadība: hibrīddzinēja shēmai jābūt pēc iespējas vienkāršākai un lētākai, un elektromotora funkcija ir tikai palīdzēt iekšdedzes dzinējam ietaupīt maksimāli iespējamo degvielas daudzumu. Šim zīmolam ir divi hibrīda modeļi– Civic (pārtraukts 2010. gadā) un Insight.

Sērijveida paralēlā ķēde

Sērijveida paralēlā ķēde ir pirmo divu kombinācija. Paralēlajai ķēdei ir pievienots papildu ģenerators un jaudas dalītājs. Pateicoties tam, startējot un pie maziem ātrumiem, automašīna pārvietojas tikai ar elektrisko vilci, iekšdedzes dzinējs nodrošina tikai ģeneratora darbību (kā sērijveida ķēdē).

Lielos ātrumos griezes moments no iekšdedzes dzinēja tiek pārnests arī uz piedziņas riteņiem. Pie palielinātām slodzēm (piemēram, kāpjot kalnā), kad ģenerators nespēj nodrošināt nepieciešamo strāvu, elektromotors saņem papildu jaudu no akumulatora (paralēlā ķēde).


Tā kā sistēmai ir atsevišķs ģenerators, kas uzlādē akumulatoru, elektromotors tiek izmantots tikai dzenošo riteņu piedziņai un reģeneratīvās bremzēšanas laikā. Izmantojot planētu mehānismu (pazīstams arī kā jaudas dalītājs), daļa no iekšdedzes dzinēja griezes momenta tiek daļēji pārsūtīta uz riteņiem un daļēji atlasīta, lai darbinātu ģeneratoru, kas darbina vai nu elektromotoru, vai akumulatoru. Elektroniskais vadības bloks pastāvīgi regulē strāvas padevi no abiem avotiem.

Šādas konstrukcijas sērijveida paralēlā hibrīda dzinēja priekšrocības ir maksimāla degvielas efektivitāte un augsta videi draudzīgums. Sistēmas trūkumi ir dizaina sarežģītība un augstās izmaksas, jo ir nepieciešams papildu ģenerators, pietiekami ietilpīgs akumulators un sarežģīts elektroniskais vadības bloks.

Sērijveida paralēlā ķēde tiek izmantota Toyota automašīnām (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), kā arī dažiem Lexus modeļiem. Automašīnas ir aprīkotas ar līdzīgiem hibrīddzinējiem Ford Escape Hibrīds un Nissan Altima hibrīds.

Dārgie tautieši, šodien mēs runāsim par to, kas ir hibrīddzinējs automašīnā, kā tas darbojas, no kā tas sastāv, kā arī par jauno izstrādņu plusiem un mīnusiem.

Lielākā daļa kā spēkstaciju izmanto iekšdedzes dzinēju, taču, ņemot vērā naftas rezervju izsīkšanu un pieaugošās prasības attiecībā uz dzinēju videi draudzīgumu, automobiļu korporācijas ir sākušas izstrādāt jaunas tehnoloģijas, kas ļautu atteikties no ogļūdeņraža kā galvenās degvielas vai vismaz samazināt. to patēriņš.

Iekšdedzes dzinēja vietā elektromotorus uzstādīt vēl nav efektīvi, jo akumulatoru energointensitāte ir saistīta ar lielu svaru un attiecīgi arī to augstām izmaksām.

Tomēr gandrīz visi pasaules lielākie auto ražotāji jau ir sākuši ražot savus hibrīdauto modeļus. Tie apvieno iekšdedzes dzinēju un elektrisko spēkstaciju.

Toyota joprojām ir atzīts līderis hibrīdautomobiļu izstrādē un ražošanā. Šis koncerns pirmo hibrīdu laida klajā 1997. gadā un turpina ražot vēl vairākus uzticamu automašīnu modeļus.

Hibrīds - krievu valodā tulkots kā krustojums. Šo divu atšķirīgo tehnoloģiju kombinācija veiksmīgi pilda galveno auto vadīšanas uzdevumu.

Hibrīddzinēja funkcija ir tāda, ka tas darbina iekšdedzes dzinēju, kas piegādā enerģiju spēkstacijai: akumulatoru-elektromotoru. Savukārt spēkstacija caur transmisiju nodod griezes momentu uz riteņiem.

Tādā veidā tiek panākts optimāls kustības režīms un radīts papildu spēks. Turklāt maksimālās slodzes un svārstības tiek izlīdzinātas, kā rezultātā palielinās produktivitāte un efektivitāte.

Hibrīda dzinējs. Ierīce

Ir vairākas hibrīda dzinēja iespējas:

• Paralēli. Benzīna dzinējs darbina degvielas tvertne, un elektromotoru darbina akumulators. Rezultātā divi dzinēji rotē transmisiju, kas pēc tam nodod griezes momentu uz riteņiem.
• Mikrohibrīds. Šo iespēju izstrādāja Toyota speciālisti. Viņu hibrīdauto sāk darboties un pārvietojas ar mazu ātrumu, izmantojot tikai elektrisko piedziņu. Bet pie palielināta ātruma sāk darboties iekšdedzes dzinējs. Tajā pašā laikā, uz sarežģītas vietas ceļi – slīpumi, smiltis, dubļi, citas slodzes, arī elektromotoru darbina akumulators paralēlai darbībai un palielinātai saķerei. Visi šie režīmi tiek kontrolēti elektroniski.
  
• Vidējs hibrīds. Šādai automašīnai ir savas īpašības - ieslēgts elektriskais motors braukšana nav nodrošināta. Bet elektriskā vilce ievērojami palielina efektivitāti, jo tiek iegūts vairāk augstsprieguma nekā nodrošina akumulators, un tas attiecīgi palielina spēkstacijas jaudu kopumā.
  
• Pilns hibrīds. Šeit pirmajā vietā ir elektrība – tā nodrošina kustību. Akumulators tiek uzlādēts, pateicoties rekuperācijai. Un atsevišķs sajūgs starp abiem dzinējiem ļauj nodalīt šīs sistēmas. Rezultātā benzīna dzinējs tiek ieslēgts tikai tad, kad tas ir absolūti nepieciešams.
  
• Atdalīts. Satur motora-ģeneratora pāri un benzīna dzinējs. Caur planetāro pārnesumu griezes moments tiek piegādāts pārnesumkārbai. Daļa enerģijas tiek izmantota automašīnas virzīšanai, bet otra tiek nosūtīta uz augstsprieguma akumulatoru.
  
• Konsekventa. Šeit shēma ir šāda: benzīna dzinējs griež ģeneratoru, kas uzlādē akumulatoru, un no tā enerģija nonāk elektromotorā, kas pēc tam griež transmisiju un faktiski arī riteņus.

Plusi un mīnusi hibrīdauto dzinējam

Protams, plusi atsver plusus, taču ir arī mīnusi, kā jau visiem jaunajiem produktiem. Piemēram, benzīna hibrīddzinējs ir biežāk sastopams, lai gan tas nerada šaubas.

Bet tā sagadījās – tehnoloģija tika izstrādāta Amerikā, un dīzeļdegviela tur netiek turēta lielā cieņā. Jā un hibrīds dīzeļa agregāts maksātu vairāk, un, ņemot vērā, ka cena jau tā ir krietni virs vidējās, jautājumu var uzskatīt par slēgtu.

Lieta, kas visvairāk mulsina automašīnu entuziastus ar hibrīddzinēju, ir akumulators. Tas ir ļoti kaprīzs komponents, kā tas prasa pastāvīga darbība, pretējā gadījumā tā kalpošanas laiks tiks ievērojami samazināts.

Baterijas ir arī jutīgas pret temperatūras izmaiņām un pašizlādes. Plus augstās rezerves daļu un remonta izmaksas. Turklāt maz ticams, ka jūs pats to varēsit izdarīt.

Bet parunāsim par patīkamām lietām. Viena no galvenajām hibrīddzinēja priekšrocībām zema plūsma degviela un minimāla kaitīgo vielu emisija atmosfērā, un tas viss, pateicoties:

• elektromotora koordinēta darbība;
• lielas ietilpības akumulatoru izmantošana;
• bremzēšanas enerģijas izmantošana (reģeneratīvā bremzēšana), kas pārvērš kustības kinētisko enerģiju elektroenerģijā.

Turklāt hibrīddzinējs apvieno daudz citu jauninājumu, kas ietaupīs degvielu un saudzēs atmosfēru. Starp viņiem:

• vārstu laika maiņa;
• stop-start;
• izplūdes gāzu recirkulācija;
• antifrīza sildīšana ar izplūdes gāzēm;
• ūdens sūkņa elektriskā piedziņa, klimata kontrole un;
• riepas ar uzlabotu ripošanu.

Manāms efekts tiek novērots, izmantojot hibrīdauto pilsētas ciklā, kad biežas pieturas, dzinējs darbojas tukšgaitā.

Bet uz šosejas, braucot ar liels ātrums, hibrīddzinējs vairs nav tik efektīvs.
No otras puses, tas pats akumulators ļauj braukt ilgāku laiku bez degvielas uzpildes. Turklāt akumulatoru nevar uzlādēt, bet automašīnu var uzpildīt tikai ar degvielu.

Dzinējs, pateicoties datora vadībai, vienmēr darbojas optimālā režīmā, lai arī kā jūs mēģinātu to pārslogot.

Bieži vien šādi hibrīdauto var pārvietoties bez degvielas. Tie atšķiras arī ar to, ka motors ir tikko dzirdams.

Ceru, ka raksts palīdzēs atrast pareizo risinājumu, ja rodas jautājums par automašīnas izvēli ar hibrīda spēkstaciju.

Līdz nākamajai reizei.