Hibrīdauto secīga shēma. Kas ir hibrīdauto

Hibrīddzinējs (vai hibrīds) ir spēkstacija, kas izmanto vairāku veidu degvielu (divus vai vairākus avotus) un to kombinētās izmantošanas sinerģisko efektu. Tas var būt benzīns un elektrība, benzīns un gāze, dīzeļdegviela un elektrība, ūdeņradis, benzīns un elektrība un daudzas citas kombinācijas. Labi, modernās tehnoloģijasļauj to izdarīt.

Hibrīddzinēju vēsture.

Uzskatīt hibrīddzinēju kā kaut kādu visprogresīvāko izgudrojumu ir viegls malds. Jā, mūsdienu hibrīdi ir augsto tehnoloģiju inženierijas projekts, taču, ja paskatās uzmanīgi, hibrīddzinējs ir datēts ar 19.-20.gs. Tātad 1897. gadā franču uzņēmums Parisienne des Voitures Electriques sāka ražot automašīnas ar hibrīddzinējiem.

Nedaudz vēlāk, 1900. gadā, slavenā amerikāņu korporācija sāka apgūt hibrīdu ražošanu. General Electric. Interesanti, ka hibrīda kravas automašīnas tika ražotas Čikāgā līdz 1940. gadam, lai gan kopumā šī bija nesērijveida ražošana.

Neizsakņojās hibrīda tehnoloģija tajā laikā vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, degvielas un enerģijas cenas tajos gados bija tik zemas, ka tās atturēja no jebkādas hibrīdu ražošanas ekonomiskās dzīvotspējas. Otrkārt, parastā benzīna dzinēja jauda toreiz noteikti bija daudz lielāka.

enerģijas krīze pēdējos gados saistīta ar straujo energoresursu cenu kāpumu, kā arī stingrāku vides standartiem mudināja ražotājus izstrādāt un ražot efektīvus nākamās paaudzes hibrīddzinējus. Mūsdienu hibrīds, kā likums, ir divu galveno spēkstaciju sistēma: benzīna (vai dīzeļdegviela) un elektriskā. Papildus tiem ķēdē ir iesaistīti vēl vairāki nodrošināšanas mezgli. Piemēram, tie var būt: elektriskais ģenerators, akumulators (akumulē lādiņu), invertors (pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā) un elektroniskais variators. To visu kontrolē un kontrolē mūsdienīgs jaudīgs dators, kas desmitiem reižu palielina enerģijas izmantošanas efektivitāti, salīdzinot ar tradicionālo manuālo vai analogo vadību. Sistēmas degvielas daļa var strādāt vienlaikus ar elektrisko daļu, taču tiek nodrošināti arī atsevišķi cikli. Ir svarīgi, lai darba laikā degvielas sistēma, elektriskā nestāv dīkstāvē, bet akumulē (uzkrāj) enerģiju.

Ierīce, hibrīddzinēja darbības princips. Līdz šim ir vairāki hibrīdu veidi:

• Secīgs (sērijas hibrīds). Ar šo izkārtojumu dzinējs iekšējā degšana darbina ģeneratoru, no kura elektrība darbina elektromotoru. Pēdējais savukārt rotē automašīnas riteņus. Šī pieeja ļauj izmantot Gāzes dzinējs zema jauda ar nosacījumu, ka tas pastāvīgi strādās ar maksimālu efektivitāti. Automašīnas ar šo shēmu parasti ir mazas un tām ir liels akumulators (piemēram, Chevrolet Volt);
• Paralēli (paralēlais hibrīds). Šajā gadījumā automašīnas riteņus dzen gan benzīna dzinējs, gan elektriskais. Atkarībā no braukšanas apstākļiem elektromotors var radīt papildu jaudu. Šis modelis ir ļoti izplatīts. Akumulatori šajā gadījumā ir kompakti un tiek uzlādēti tieši braukšanas laikā. transportlīdzeklis. Galvenais trūkums Problēma ir tāda, ka elektromotors nevar vienlaikus pagriezt riteņus un uzlādēt akumulatoru. Līdzīga shēma ir ieviesta Pilsoniskie transportlīdzekļi Hibrīda un Volkswagen Touareg hibrīds;
• Sērija-paralēli (jaukts). No nosaukuma ir viegli pieņemt, ka trešais veids apvieno divus iepriekšējos. Ieslēgts Šis brīdisšī ir visefektīvākā hibrīda shēma. Riteņu pagriešanai var izmantot kombinēto vilci (benzīna dzinēju un elektromotoru). Turklāt elektromotors var vienlaicīgi ražot elektroenerģiju (darboties kā ģenerators) un radīt vilci (kā motors). Shēmas trūkums ir tās ļoti augstās izmaksas.

Jauktas shēmas piemērs ir Lexus (Toyota) Hybrid Synergy Drive. Ir 3,3 litru benzīna dzinējs, 2 elektromotori un akumulators. Saziņai starp šiem trim konstrukcijas elementiem, strāvas sadales ierīce ar kompaktu planetārais zobrats, kas samazina enerģijas zudumus berzes dēļ. Lai kontrolētu enerģijas plūsmas, ir vadības bloks un pusvadītāju komutācijas ierīce. Invertors HSD instalācijā pārvērš akumulatora līdzstrāvu par maiņstrāva elektromotoram.

Automašīnas pārvietošanai ar nelielu ātrumu un iedarbināšanai tiek izmantots elektromotors. Tas ļauj ietaupīt benzīnu un netraucēti pārvietoties. Pārejot uz parastais režīms braucot, tiek ieslēgts benzīna dzinējs, kas darbojas paralēli elektromotoriem. Pārmērīga enerģija tiek nodota akumulatoram. Paātrinājuma laikā aktīvi darbojas iekšdedzes dzinējs. Bremzēšanas režīmā tiek izmantota tā sauktā reģeneratīvā bremžu sistēma, kad elektromotori darbojas ģeneratora režīmā, uzlādējot akumulatoru. Tie. galvenajos darbības režīmos tiek izmantots benzīna dzinējs, bet starpposma (pārejas) elektriskajos.

Hibrīddzinēja priekšrocības un trūkumi. Protams, neskatoties uz to augsts līmenis tehnoloģija, hibrīds augs Tam ir gan nenoliedzamas priekšrocības, gan daži trūkumi, pie kuriem vadošie inženieri turpina strādāt. Sāksim ar priekšrocībām:

• efektīvs degvielas patēriņš un ietaupījums līdz 35%;
• zems izplūdes gāzu toksicitātes līmenis;
• zems trokšņa līmenis;
• lieliska vadāmība un vienmērīgāks automašīnas paātrinājums;
• pilnīga instalācijas kontrole, izmantojot borta datoru un elektroniskās sistēmas;
• akumulatora sastāvdaļas hibrīdauto mobilos tālruņus ir viegli atbrīvoties un pārstrādāt;
• reģeneratīvā bremžu sistēma palīdz taupīt enerģiju;
• ilgs akumulatora darbības laiks hibrīda transportlīdzeklī.

Starp hibrīdu trūkumiem ir vērts pieminēt:

• automašīnu ar hibrīdelektrostaciju augstās izmaksas;
• augstas rezerves daļu un remonta izmaksas. Maz ticams, ka to būs iespējams salabot saviem spēkiem, un līdz šim viņi var sniegt pilnvērtīgu servisu šādām automašīnām tikai ļoti lielākās pilsētas. Turklāt var būt aizķeršanās ar nepieciešamo rezerves daļu piegādi;
• elektriskā sistēma nepanes būtiskas temperatūras izmaiņas.

Populārs nepareizs priekšstats par hibrīddzinējiem ir jaudas un efektivitātes zudums. elektrostacija. Tas nav tā, ar hibrīda spēku pilns pasūtījums. Turklāt degvielas uzpildei nav nepieciešama īpaša degviela.

Pasaules vadošie autoražotāji jau ir novērtējuši hibrīddzinēju priekšrocības. Katru gadu hibrīdauto skaits pieaug, gūstot arvien lielāku popularitāti autovadītāju vidū. Tirgi paplašinās. Hibrīddzinējs ir īsts inženierijas šedevrs, ultramoderna ekonomiska un videi draudzīga ierīce, kas glabā pasaules autobūves tuvāko nākotni. Ņemot vērā cenu pieaugumu ogļūdeņraža degviela varam droši prognozēt, ka pēc 5-10 gadiem hibrīdelektrostacijas būs plaši izplatītas visā pasaulē.

Kritiskā situācija ar vidi un pastāvīgais degvielas cenu kāpums liek transporta ražotājiem meklēt jaunus risinājumus. Iekšdedzes dzinēji (ICE) tiek pilnveidoti, pārveidoti un “sajaukti” ar elektromotoriem. Kāpēc tas tiek darīts, kā darbojas hibrīddzinējs, mēs apsvērsim šodienas publikācijā.

Ideju savienot divas vienības (iekšdedzes dzinēju un elektromotoru) nevar saukt par jaunu. 1897. gadā franču uzņēmums Parisienne des Voitures Electriques sāka ražot automašīnas ar hibrīddzinējiem, un nedaudz vēlāk amerikāņu General Electric izlaida pirmo hibrīdu ar benzīnu. četru cilindru dzinējs. Bet tad šāds jauninājums izrādījās ekonomiski nelietderīgs. Degviela bija lēta, un hibrīdauto jauda bija zemāka par tradicionālajiem modeļiem. Bet laiki ir mainījušies. Degvielas cenas aug, vide pasliktinās. Automašīnas ar jauktu spēka agregātu kļuva aktuālas un sāka iegūt popularitāti.

Vienkāršiem vārdiem sakot par kompleksu

Kas ir hibrīddzinējs? Hibrīddzinējs ir sistēma, kas sastāv no divām savstarpēji savienotām vienībām: elektriskā un benzīna. Viņi var strādāt gan atsevišķi, gan vienlaikus. Pārvalda šo sistēmu borta dators auto. Atkarībā no braukšanas režīma tas izlemj, kāda veida spēka agregāts ir jāaktivizē noteiktā laika brīdī.

Braukšanai pilsētā, kad dzinējam nav jāģenerē liela jauda izmantojot elektromotoru. Braucot pa lauku ceļiem, dators izslēdz elektromotoru un iedarbina degvielas bloku.

Jauktā braukšanas režīmā, kad automašīnas dzinējs darbojas zem slodzes ar periodiskiem paātrinājumiem un apstāšanos, abas vienības darbojas tandēmā. Turklāt degvielas dzinēja darbības laikā notiek uzlāde elektrisks. ir pelnījuši īpašu uzmanību.

Enerģijas taupīšana hibrīddzinējos

Ir zināms, ka automašīnas kustībai tiek tērēts milzīgs enerģijas daudzums. Šajā sakarā rodas dabisks jautājums: kā elektromotors pat zemas slodzes apstākļos var ilgstoši darboties bez papildu piekabes ar akumulatoriem. Lai saprastu automašīnas elektromotora darbības principu, jāizseko visam procesam no kustības sākuma līdz apstāšanās brīdim.

Automašīnai iedarbinot vai pārvietojoties ar mazu ātrumu, visu darbu veic elektromotors, kuru darbina akumulators. Tālāk viņa uzdevums ir paātrināt automašīnu līdz elektromotoram maksimāli iespējamajam ātrumam. Pēc tam dators dod komandu ieslēgt degvielas dzinēju. Kurā ICE daļa enerģija tiek dota ģeneratoram, kurš nomaina akumulatoru un tā vietā turpina barot elektromotoru, vienlaikus uzlādējot akumulatoru. Automašīna vienlaikus strādā ar diviem spēka agregātiem.

Pārvietojoties ar Vidējais ātrums elektromotors ir izslēgts, darbojas tikai iekšdedzes dzinējs, papildinot akumulatora enerģijas padevi. Palielinoties iekšdedzes dzinēja slodzei, palīgā atkal nāk elektromotors. Bet elektrību papildina ne tikai ICE darbība. Bremžu mehānisms auto ar hibrīda dzinējs Tas ir konstruēts tā, ka bremzēšanas laikā radītā enerģija tiek pārveidota par elektroenerģiju un tiek izmantota arī elektromotora darbināšanai. Šādu bremzēšanu sauc par "reģeneratīvo".

Iepriekš apskatītais darba algoritms apraksta vispārējo automašīnas hibrīda spēka agregāta darbības priekšstatu. Līdz šim ir trīs šādu motoru veidi: sērijas, paralēli un jaukts.

Sērijas hibrīda ķēde

Šādas shēmas darbības principu var uzskatīt par visvienkāršāko no hibrīdiem. Iekšdedzes dzinējs iekšā šis tips ir palīgelements un paredzēts ģeneratora darbībai. Ģenerators, saņemot enerģiju no iekšdedzes dzinēja, pārvērš to elektroenerģijā un baro elektromotoru, kas iedarbina automašīnu.

Šāda shēma, kā likums, tiek izmantota mazjaudas automašīnās (kompaktajās automašīnās). Bet izmantotajam akumulatoram ir liela ietilpība, un to var uzlādēt no parastās strāvas kontaktligzdas. Liela ietilpība Akumulators ļauj samazināt iekšdedzes dzinēju izmantošanu, tas ir, automašīna var pārvietoties ar elektromotoru, kuru darbina tikai akumulators. Chevrolet Volt ir viens no automašīnu modeļiem, kas izmanto sērijveida hibrīda shēmu.

Hibrīdauto paralēlā ķēde

Paralēlās ķēdes darbības princips ir tāds, ka iekšdedzes dzinējs un elektromotors ir uzstādīti tā, lai būtu iespējams tos izmantot gan kopā, gan atsevišķi. Bet tomēr elektromotora galvenā funkcija šādā ķēdē ir papildu izveide ICE jauda paātrinot. Bez tam elektromotors veic startera un ģeneratora funkcijas. Akumulatoriem ar šo shēmu nav nepieciešama papildu uzlāde, tiem ir pietiekami daudz enerģijas, kas rodas kustības laikā.

Honda Insight, Honda Civic hibrīds, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid - modeļi ar paralēlā ķēde hibrīda dzinējs.

Sērijveida paralēlā hibrīda ķēde

Šajā iekšdedzes dzinēja shēma un elektromotors savstarpēji savieno planetāro pārnesumkārbu, ar kuras palīdzību jauda no abiem dzinējiem tiek pārnesta uz piedziņas riteņiem.

Jauktā ķēde atšķiras no paralēlās ķēdes ar ģeneratora klātbūtni, kas rada enerģiju elektromotoram.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hibrīds ir pilna hibrīda pārstāvji.

Hibrīddzinēju priekšrocības

1. Hibrīdu galvenā priekšrocība ir tā ekonomija. Minimālais degvielas ietaupījums ir 20%, kas ir diezgan jūtama priekšrocība cenu kāpuma apstākļos.
2. Divu dzinēju koplietošana samazina CO2 emisijas.
3. Lieliski braukšanas veiktspēja, kas tiek sasniegti, pateicoties abu dzinēju kopīgi radītās jaudas racionālai uzkrāšanai un sekojošai pārdalīšanai.
4. Salīdzinot ar tradicionālā automašīna hibrīdam ir jūtama jaudas rezerve, tas ir, tas var turpināt kustību pat ar tukšu tvertni.
5. Hibrīddzinēju raksturlielumi ir pilnīgi identiski tradicionālajiem modeļiem ar iekšdedzes dzinējiem, pretēji valdošajiem stereotipiem un, ņemot vērā citas priekšrocības, dažkārt tos pat pārspēj.
6. Elektromotori ir gandrīz klusi, kas palielina komfortu transportlīdzekļa darbības laikā.
7. Salīdzinot ar elektromobili, hibrīda akumulatoru uzlādē ar degvielu darbināms dzinējs, kas palielina tā darbības rādiusu.
8. Automašīnas uzpildīšana tiek veikta ar tādu pašu benzīnu kā tradicionālajām automašīnām.

Hibrīdu trūkumi

1. Automašīnas augstās izmaksas.
2. Auto apkope ir dārga. Maz ticams, ka šādu mašīnu būs iespējams salabot saviem spēkiem, un ir ļoti grūti atrast kvalificētus amatniekus. Problēmas būs arī ar komponentiem.
3. Klimata temperatūras izmaiņas slikti ietekmē akumulatoru un izraisa to pašizlādes darbību.

Ārēji automašīnas ar hibrīda spēka piedziņām neatšķiras no klasiskajiem benzīna līdziniekiem. Protams, ja automašīnu modeļiem ar hibrīddzinējiem būtu tādas pašas izmaksas kā analogiem ar iekšdedzes dzinējiem un apkope nesagādātu grūtības, diez vai kāds no šādas automašīnas atteiktos. Bet šobrīd realitāte ir tāda, ka hibrīda un analoga cenas atšķirība ir vidēji USD 4000. Pat ja ņemam vērā visas šādu mašīnu priekšrocības, tostarp degvielas ekonomiju, atšķirība tik un tā būs nesamērīga. Ja nav bojājumu un nobraukums ir ievērojams, automašīna atmaksāsies labākais gadījums piecu gadu laikā. Šāds stāvoklis nevieš optimismu. Bet kā saka: "Cik cilvēku - tik viedokļu", tāpēc izvēle vienmēr paliek konkrēta cilvēka ziņā.

Pateicoties efektivitātei un uzticamībai, Toyota hibrīdautomašīnas ļoti interesē patērētājus. Izrādās, ka vienmērīga skriešana un stabilitāte uz ceļa ir tālu no visām tā priekšrocībām Japāņu auto. Lieliski braukšanas veiktspēja mašīnas ir pārsteidzoši apvienotas ar ekonomisks patēriņš degviela. Hibrīdauto Toyota Prius darbina divi enerģijas avoti: elektriskais motors Un iekšdedzes dzinējs(ICE).

Mēģināsim izdomāt, kā, palielinoties jaudai, automašīna var patērēt benzīnu mazas automašīnas līmenī. Toyota Prius hibrīdauto ierīce sastāv no:

• iekšdedzes dzinējs (ICE);
• elektriskais motors;
• planetārais zobrats(jaudas dalītājs);
• ģenerators;
• invertors;
• akumulators.

Iekšdedzes dzinējs un elektromotors var strādāt vienlaicīgi, pārmaiņus un vajadzības gadījumā viens otru papildināt. IN hibrīda ierīce, griezes momenta jaudas momentu uz riteņiem var pārnest tieši no elektromotora un iekšdedzes dzinēja dažādās proporcijās.

Tas tiek darīts, izmantojot planetāro pārnesumkārbu (jaudas dalītāju), kas sastāv no pārnesumu komplekta. Četri no tiem ir savienoti ar benzīna dzinēju, bet ārējais ir savienots ar elektromotoru. Ģeneratoram ir pieslēgts vēl viens satelīts, kas nepieciešamības gadījumā sūta enerģiju elektromotoram vai uzlādē akumulatoru.

Par vienu no galvenajām Prius priekšrocībām var uzskatīt to, ka atšķirībā no elektromobiļiem hibrīdauto uzlādei nav nepieciešams pieslēgums elektrotīklam. Procesors, kas kontrolē visas mašīnas darbības, nepieciešamības gadījumā uzlādē akumulatoru no iekšdedzes dzinēja.

Hibrīdauto darba princips

Toyota inženieru galvenais uzdevums bija radīt ekonomiskā automašīna, kas trasē nebūtu zemāks par jaudīgo " dzelzs zirgi”, bet tajā pašā laikā būtu neliels dzinēja patēriņš. Šim nolūkam tika izmantota iekšdedzes dzinēja un elektromotora kombinācija. Lai sasniegtu maksimālu efektivitāti, Toyota Prius abi spēka avoti var darboties atsevišķi, kopā un paralēli.

Tātad darba princips hibrīds Toyota Prius. Dzinējs tiek iedarbināts un transportlīdzeklis tiek paātrināts, izmantojot vilces elektromotoru. Tas rotē planetārās pārnesumkārbas ārējo satelītu un tādējādi pārraida griezes momentu uz riteņiem. Taču ar akumulatoru tālu netiksiet. Tāpēc, tiklīdz automašīna uzņem ātrumu, tiek ieslēgts iekšdedzes dzinējs.

Elektromotora un iekšdedzes dzinēja kombinēta izmantošana ļauj sasniegt maksimālā efektivitāte(koeficients noderīga darbība) no visas sistēmas, kopš. Nospiežot bremzi, iekšdedzes dzinējs tiek izslēgts un notiek tā sauktā reģeneratīvā bremzēšana (visa enerģija no pretestības tiek pārvērsta elektroenerģijā), kurā elektromotors, darbojoties ģeneratora režīmā, uzlādē akumulatoru.

Ja automašīnai ir nepieciešams palielināta jauda, piemēram, apdzīšanai atkal tiek ieslēgts elektromotors, kura enerģija ir pilnīgi pietiekama straujam ātruma palielinājumam. Hibrīdautomobiļu darbības shēmas tika aprēķinātas, lai palielinātu automašīnas efektivitāti un samazinātu oglekļa dioksīda emisiju atmosfērā. Palielinoties degvielas patēriņam (nospiežot gāzes pedāli), vadības dators nosūta signālu uz jaudas dalītāju un ieslēdz elektrības avotu, kas ļauj iekšdedzes dzinējam darboties nenoslogotā režīmā.

Toyota ir unikāla uzticamība un elastība, jo kustības vadība galvenokārt tiek veikta ar vadu, apejot sarežģītu komponentu un mezglu izmantošanu. Starp citu, Toyota Prius hibrīdā ģenerators darbojas kā starteris un palīdz iekšdedzes dzinēju "uzgriezt" līdz nepieciešamajiem 1000 apgr./min.

Dzinēja darbības režīms

• Sākt. Kustība, izmantojot tikai elektrisko vilci.
• Kustība nemainīgā ātrumā. Šajā gadījumā griezes moments tiek pārsūtīts uz ģeneratoru un riteņiem.
• Ģenerators, ja nepieciešams, uzlādē akumulatoru un nodod enerģiju elektromotoram. Šajā gadījumā notiek abu vilces vienību griezes momentu summēšana.
• Piespiedu režīms. Elektromotors, saņemot papildu jaudu no ģeneratora, palielina benzīna dzinēja jaudu.
• Bremzēšana. Hibrīda bremzes pārsvarā ar elektromotora palīdzību. Tomēr, spēcīgi nospiežot pedāli, tiek aktivizēti hidrauliskie agregāti, un bremzēšana notiek parastajā veidā.

Dzinējs (ICE)

Toyota hibrīddzinēja tips - Hybrid Synergy Drive (hibrīda sinerģiska piedziņa), kas ļauj apvienot divus spēka avotus: iekšdedzes dzinēju un elektromotoru. Noskaidrosim, kuras degvielas dzinēji uzstādīts uz Prius.

50. gadu vidū inženieris Ralfs Millers ierosināja ideju pilnveidot Džeimss Atkinsons . Idejas būtība izpaudās iekšdedzes dzinēja efektivitātes paaugstināšanā, samazinot kompresijas gājienu. Tieši šis princips, ko tagad bieži dēvē par Millera/Atkinsona ciklu, tiek izmantots Toyota hibrīddzinējos.

Tātad, Toyota Prius hibrīds, kā darbojas šīs automašīnas dzinējs. Atšķirībā no citiem ICE modeļiem, kompresijas process cilindrā nesākas brīdī, kad virzulis sāk kustēties uz augšu, bet gan nedaudz vēlāk. Tātad pirms slēgšanas ieplūdes vārsti daļa degvielas un gaisa maisījuma nonāk atpakaļ ieplūdes kolektors, kas ļauj palielināt laiku, kurā tiek izmantota izplešanās gāzu spiediena enerģija. Tas viss noved pie ievērojama pieauguma Dzinēja efektivitāte, palielina iekārtas efektivitāti, kā arī palielina griezes momentu.

Dzinēja specifikācijas:

• Tilpums - 1794 kub.cm.
• Jauda (zs / kW / apgr./min) - 97 / 73 / 5200.
• Griezes moments (Nm / apgr./min.) - 142/4000.
• Degvielas padeve - inžektors.
• Degviela - benzīns AI 95, AI - 92.

Toyota Prius hibrīda patēriņš uz 100 km pilsētas ciklā ir 3,9 litri, uz šosejas - 3,7 litri.

Toyota auto elektromotors

Hibrīda sinerģiskās piedziņas dizains paredz izmantot vilces motors. Jauda Toyota Prius elektromotors - 56 kW, 162 Nm. Šī iekārta nodrošina automašīnas kustību no starta līdz komplektācijai nemainīgs ātrums, ieslēdzas, kad automašīna apdzen un bremzē. Visa Toyota Prius sistēma ir pārdomāta līdz mazākajai detaļai. Hibrīdauto tiek uzlādēts braukšanas laikā, no iekšdedzes dzinēja caur vadības ģeneratoru.

Akumulatora baterija

Hibrīds ir aprīkots ar diviem akumulatoriem (galveno augstsprieguma un papildu), abi atrodas automašīnas bagāžniekā. Automašīnas akumulatora galvenā ierīce ir izgatavota no niķeļa-metāla hidrīda sakausējuma, un tās jauda ir 6,5 Ah, spriegums 201,6 V. Šim blokam ir sava dzesēšanas sistēma. Augstsprieguma akumulatora iekšpusē ir kontrolieris, kas kontrolē katras šūnas (bloka) uzlādes procesu kopā ar 168 elementiem.

Akumulatora enerģijas patēriņu un atjaunošanu kontrolē transportlīdzekļa vadības procesors. Akumulatora baterija Toyota Prius nav nepieciešama uzlāde no elektrotīkla, šis process tiek veikts, braucot un bremzējot (lielākoties) transportlīdzekli.
Papildu akumulators: 12 V (35 Ah, 45 Ah, 51 Ah).

Secinājums

Neskatoties uz salīdzinoši augstajām izmaksām, hibrīdautomobiļi piesaista arvien lielāku pircēju interesi. Salīdzinot ar citiem hibrīdautomobiļiem, Toyota Prius patērē ievērojami mazāk degvielas, un ir zems līmenis oglekļa dioksīda izdalīšanās.

Ideja izveidot hibrīdauto, izmantojot elektromotoru, radās pirms vairāk nekā 100 gadiem. Hibrīdautomobiļi veic vairākas pamatfunkcijas:

• Ietaupot dārgu benzīnu, aizstājot to ar elektromotoru.
• Hibrīdautomobiļi ir videi draudzīgāki nekā klasiskie benzīna transportlīdzekļi.
• Palieliniet hibrīddzinēja nobraukto attālumu, izmantojot divus enerģijas avotus.

Hibrīdautomobiļi un to iekārta

Ir vieglas un pilnas hibrīda transportlīdzekļi. Mērenu hibrīdu konstrukcijā kā galvenais tiek izmantots benzīna dzinējs, bet retos gadījumos kā drošības tīkls tiek pieslēgts elektroenerģijas avots. Pilni hibrīdi nozīmē iespēju izmantot alternatīvu enerģijas avotu kā galveno dzinēju.

Hibrīdauto dizaini

Ir vairāki hibrīdu konstrukciju veidi, kas atšķiras pēc dzinēja savienojuma veida:

• Transportlīdzekļi ar secīga ķēde savienojumiem. Shēmas ietvaros tika izmantots mazjaudas iekšdedzes dzinējs, kas savienots ar elektroģeneratoru. Elektromotors darbina mašīnu un ir galvenais piedziņas mehānisms. Hibrīdauto modeļi ar šo shēmu ir Chevrolet Volt, kā arī Opel Ampera. Šādās automašīnās tiek izmantoti palielinātas jaudas elektriskie akumulatori.

Sērijas shēma mezglu savienošanai

• Paralēlā savienojuma shēma.Šīs shēmas ietvaros gan benzīns, gan elektromotori. Pamatā tiek izmantots 20 W elektromotors, kas palielinās, palielinoties transportlīdzekļa ātrumam.

Paralēlā shēma mezglu savienošanai

• Jaukta virknes paralēla ķēde.Šāda dzinēja uzbūves princips ir līdzīgs motoram ar paralēlo ķēdi, bet jauktajai ķēdei tiek pievienots ģenerators, no kura tiek darbināts elektromotors.

Sērijas-paralēlā shēma mezglu savienošanai

Kā darbojas hibrīddzinējs?

Kad automašīna sāk kustēties, tiek patērēts elektromotora un akumulatora padeve. Ieslēgts liels ātrums benzīna dzinējs ir pieslēgts elektrisko enerģijas avotu darbībai. Benzīna dzinēja darbības rezultātā rodas zināms enerģijas pārpalikums, kas uzlādē ģeneratoru. Ģenerators darbina elektromotoru, kas savukārt uzlādē akumulatoru.

Bremzējot tiek izmantots reģeneratīvās bremzēšanas princips - šajā gadījumā elektromotors darbojas kā ģenerators, barojot akumulatoru. Tādējādi bremzēšanas rezultātā iegūtā enerģija tiek izmantota automašīnas labā.

Hibrīda automašīnas ierīce

Hibrīdauto sastāv no šādām galvenajām sastāvdaļām:

1. Gāzes dzinējs(iekšdedzes dzinējs). Bet hibrīdautomobiļos atšķirībā no klasiskajiem iekšdedzes dzinējs ir mazjaudīgs, jo tiek izmantots tandēmā ar elektromotoru.
2. Elektrodzinējs. Alternatīvs avots enerģija automašīnai. Bieži vien šādos dzinējos tiek izmantota rekuperācijas tehnoloģija - elektromotors darbojas ne tikai kā spēkstacija, kas iedarbina automašīnu. Tas darbojas arī kā ģenerators, uzglabājot enerģiju bremzēšanas laikā un nobraucot no kalniem.
3. Ģenerators paredzēts elektroenerģijas ražošanai.
4. Uzlādējamas baterijas uzglabājiet elektromotora elektroenerģijas padevi.
5. Degvielas tvertne izmanto benzīna uzglabāšanai iekšdedzes dzinējiem.
6. Pārnešanaļauj vadīt gan iekšdedzes dzinēju, gan elektromotoru.

Hibrīdauto ierīce uz Toyota Prius piemēra

Hibrīdauto ir paredzēts, pirmkārt, efektīvai energoresursu izmantošanai. Lai sasniegtu šo efektu, tiek izmantotas vairākas metodes:

1. Bremzēšanas enerģija tiek izmantota, izmantojot rekuperācijas tehnoloģiju.
2. Benzīns tiek ietaupīts, pārslēdzot mehānismu uz elektromotora darbību.
3. Hibrīda mašīnas ražošanā tiek izmantoti viegli materiāli, kas atvieglo konstrukciju, tādējādi samazinot resursu patēriņu.
4. Efektīvi tiek izmantotas materiālu un konstrukciju aerodinamiskās īpašības.

Hibrīdauto industrija aktīvi attīstās, jo pagaidām nevar runāt par šo konstrukciju pilnību un pieejamību. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt dažas hibrīdautomobiļu dizaina priekšrocības un trūkumus:

• Ietaupījumi degvielas un enerģijas patēriņā. Hibrīdu neapšaubāma priekšrocība ir izmaksu samazināšana, turklāt elektromotors var patstāvīgi ražot enerģiju.
• Ekoloģija. Hibrīdi ir ievērojami mazāk kaitīgi vidi nekā klasiskās automašīnas.
• Ceļojuma attālums. Hibrīdautomobiļi tiek darbināti daudz retāk nekā parastās benzīna automašīnas.
• Hibrīda akumulatori ir daudz vieglāki un ērtāk lietojami nekā elektromobiļu akumulatori.
• Elektromotors darbojas gandrīz klusi.
• Hibrīdauto pilsētas ielās var iztikt bez iekšdedzes dzinēja.

Bet ir daži trūkumi, kas saistīti ar hibrīdauto:

• Elektromotoru akumulatoriem jābūt pastāvīgi darbinātiem, pretējā gadījumā tiek samazināts darbības laiks. Turklāt viņi paši spēj izlādēties, nepanes pēkšņas izmaiņas temperatūras. Uzņēmumu infrastruktūra, kas spēj pareizi izmantot šos elementus, vēl nav izveidota.
• Dzinēja sarežģītā konstrukcija apgrūtina un dārgi remontē. Bieži vien detaļas nevar salabot un no ražotājiem ir jāpasūta jaunas, kas aizkavē remonta procesu.
• Hibrīddzinēji galvenokārt darbojas ar benzīna automašīnas, lai gan izmantošana dīzeļdegviela ekonomiski izdevīgāk.
• Automašīnu ar hibrīddzinējiem izmaksas ir daudz augstākas nekā vidēji tirgū. Tādas dārgs pirkums ne visi var atļauties.

Neskatoties uz dažiem trūkumiem, hibrīdautomobiļu nozare attīstās un dinamiski uzlabojas. Ar katru jauno sezonu ražotāji piedāvā labākos hibrīdautomobiļus ar plašāku funkciju klāstu un pieejamākiem auto entuziastiem.

Kāpēc mēs vēlamies ar jums apspriest jautājumu par hibrīddzinēja darbību? Lieta tāda, ka mūsdienās lielākajā daļā mūsu dzīves jomu notiek dažādu tehnoloģiju mijiedarbība, kas rezultātā dod vairāk efektīvas metodes, ierīces un mehānismi. Malā nestāvēja arī mūsu mīļotā spēkrata dzinēji. Par šādu vienību darbības principiem, plusiem un mīnusiem mēs runāsim šajā lapā.

Kā darbojas hibrīddzinējs – vienkāršiem vārdiem par jaunajām tehnoloģijām

Ja mēs jau esam sākuši ar sajaukšanas tehnoloģijām, tad mums vajadzētu paskaidrot, kā tas attiecas arī uz tēmu, kuru mēs pieskārāmies. Hibrīddzinējs apvieno arī divus veidus: degvielu (benzīnu / dīzeļdegvielu) un elektrisko. Šis kokteilis, protams, ir nepilnīgs, taču autobraucēju dzīvē ienesis daudz pozitīvu lietu. Bet vairāk par to zemāk, bet vispirms jums ir jāizjauc hibrīddzinēja darbības princips.

Šāda motora degvielas daļa var darboties kopā ar elektrisko, bet ir iespējams arī realizēt pilnīgi neatkarīgus ciklus. Protams, automašīnas ar hibrīddzinēju ir aprīkotas ar datoriem, kas pareizi sadala slodzi uz abām daļām. Tātad ārpus pilsētas, kur svarīga ir spēka agregāta jauda, ​​benzīns vai dīzeļa tehnoloģija, turklāt izplūdes gāzes nav tik kaitīgas cilvēkiem uz šosejas.

Bet pilsētā galvenokārt darbojas elektriskā sastāvdaļa, jo šī iespēja ir tīrāka un ekonomiskāka. Automašīnas ar hibrīddzinēju spēj sevi apkalpot, tas attiecas uz motora elektrisko daļu. Elektriskā sastāvdaļa nedarbojas tukšgaitā, kamēr darbojas degviela, tā uzkrāj saražoto enerģiju, lai vēlāk to izmantotu vēlreiz.

Nav izslēgtas situācijas, kad abi dzinēja elementi darbojas vienlaicīgi, piemēram, paātrinājuma laikā, kad automašīnai nepieciešamas lielas jaudas izmaksas.

Hibrīda dzinēja ierīce - ķēdes apraksts

Ko nozīmē hibrīddzinējs, mēs īsi analizējām. Tagad es gribētu nedaudz iedziļināties un apsvērt tās shēmu. Jāpiebilst, ka tādu ir pat trīs. Tāpēc sāksim ar vienkāršāko, kas mūs interesē vismazāk - tas ir secīgs hibrīds. Elektromotors ir galvenais transportlīdzekļa riteņu palaišanas un kustības dalībnieks, bet (ICE) tas tikai atbalsta, tas griež ģeneratoru.

Mūsdienu automobilim tāda hibrīddzinēja iekārta nebūs labākais variants, galu galā ir vajadzīgi ietilpīgi akumulatori, mazas jaudas iekšdedzes dzinēji, un pats auto būs lēns un neveikls. Lai gan autoparkā joprojām ir daži pārstāvji, piemēram, ChevroletVolt. Bet dominējošās elektriskās sastāvdaļas dēļ tam ir visi elektrisko transportlīdzekļu trūkumi, ņemiet vismaz nobraukuma atkarību no vienas akumulatora uzlādes, bet tas pamazām tiek atrisināts, izmantojot turbo-ICE.

Sekojošās shēmas sauc par paralēlām un jauktām. Jauktā shēma visbiežāk sastopama Lexus un ir cieša mijiedarbība starp elektromotoru un iekšdedzes dzinēju. Viņi strādā kopā, iedarbinot automašīnu, darbības princips ir uzbūvēts tā, ka pat transmisija ir bezpakāpju, tālu no tā, pie kā esam pieraduši. Šādas iespējas ir ļoti modernas, bet arī ļoti dārgas.

Bet shēmu, pie kuras mēs esam pieraduši, sauc par paralēlu un ir diezgan izplatīta. Elektromotors šeit ir, lai gan ne vadošais, bet neaizstājams palīgs, apdrošinot iekšdedzes dzinēju papildu jaudas nepieciešamības gadījumā. Akumulatori nav lieli un ietilpīgi, tāpēc tos ir viegli uzlādēt braukšanas laikā, un tie vienmēr ir gatavi reaģēt pēc pieprasījuma.

Hibrīdauto - plusi un mīnusi

Informācija būtu nepilnīga, nenorādot pozitīvo un negatīvie aspekti hibrīdmotori. Protams, būs vairāk plusu, bet ir arī mīnusi, kā jau visā jaunajā un patērētāja maz pētītajā. Piemēram, nez kāpēc visizplatītākais ir hibrīda benzīna dzinējs, lai gan visiem jau sen ir zināma efektivitāte un liela vara"dīzeļi". Bet šeit nav nekāda noslēpuma, jo, pirmkārt, tehnoloģija tika izstrādāta ārzemēs, t.i. Amerikā, un tur viņi joprojām slikti pārzina dīzeļdegvielu. Otrkārt, hibrīds maksātu vēl dārgāk, lai gan jau tā šādu tehnoloģiju cena ir krietni virs vidējās.

Nelielu skepsi izraisa hibrīdi elektromotora dēļ, t.i. tās baterijas. Tas ir diezgan kaprīzs elements, kas prasa pastāvīga darbība, pretējā gadījumā hibrīddzinēja kalpošanas laiks ievērojami samazināsies tieši tā dēļ. Tas nepieļauj galējās temperatūras, tas var pašizlādēties, un nākotnē ar tā iznīcināšanu rodas neskaidrības.. Tāpat ēnu uz jaukto motoru reputāciju rada ne tikai to augstās izmaksas, bet arī augstās komponentu un remonta izmaksas, ja nepieciešams. Un to nav iespējams izdarīt saviem spēkiem.

Nu, tagad mēs varam runāt par patīkamām lietām. Mēs varam droši runāt par videi draudzīgumu un ekonomiju, tā ir taisnība, vismaz pamatojoties uz vienības divkāršo raksturu. Akumulatora klātbūtne ļauj braukt ilgāk bez degvielas uzpildes, ietaupot visu tehniskie rādītāji aktuāls. Šis akumulators nav jāuzlādē, automašīna tiek uzpildīta tikai ar degvielu. Dzinējs, pateicoties datoram, vienmēr darbojas optimālais režīms neatkarīgi no tā, kā jūs mēģināt viņu "izvarot". Dažkārt šādas automašīnas var pārvietoties vispār bez degvielas, turklāt tās izceļas arī ar zemo ātrumu, dzinējs ir tikko dzirdams.