Як працює гібридний двигун

Автомобіль повинен бути не розкішшю, а щоденним засобом пересування, ця істина давно підкорила серця водіїв. Для реалізації цієї мрії Остапа Бендера власники докладають величезні зусилля, щоб звести до мінімуму постійні витрати на улюбленого «друга». На що можна впливати самому: акуратно їздити — менше буде аварій, купувати якісні деталі — рідше доведеться міняти, заправлятися дорогим, якісним бензином — зводяться до мінімуму поломки двигуна. Але сама витратна частина експлуатації — це все ж заправка паливом. Ціни від нас не залежать. Саме тому в даний час гібридний двигун в автомобілях починає набувати більшої популярності.


Что такое гибридный двигатель

Що таке гібридний двигун


Причин цьому декілька, і можна розділити автолюбителів на два табори. Для перших головна і найбільш поширена причина — ціна палива. Ми не живемо у Венесуелі, Саудівської Аравії або Кувейті, де бензин дешевше води. А чотириколісного «друга» «годувати» потрібно регулярно. Для других життєво важлива охорона природного середовища та все, що з цим пов'язано.

Чому виникла ідея створення таких двигунів? Розглянемо принцип роботи, переваги і недоліки автомобілів, що працюють на бензині, і електромобілів. Двигуни внутрішнього згоряння більш потужні, але при цьому повністю виключити викиди вуглекислого газу в навколишнє середовище у розробників не виходить. Цей фактор, скорочення світових запасів нафти і, як результат, — регулярне і планомірне подорожчання такого джерела енергії.


Електроенергія має свої незаперечні переваги, перш за все, вона екологічно чиста і більш дешева. Але при цьому електромобілі в даний час не можуть придбати велику популярність, оскільки необхідна, образно кажучи, «інфраструктура»: станції для зарядки автомобілів, спеціалізовані СТО, орієнтовані на ремонт і обслуговування цього виду двигунів. Але найважливішим чинником є потужність, яка значно поступається двигунів внутрішнього згоряння. І як результат — швидкість бажає кращого (просто «конячок» під капотом не вистачає).

Ці фактори змусили виробників замислитися про альтернативу і розробити автомобілі з гібридним двигуном, які будуть поєднувати переваги і зводити до нульових позначок недоліки цих двох видів засобів пересування.


Зміст

  • Особливості гібридних автомобілів
  • Принцип роботи
  • Переваги

Особливості гібридних автомобілів

Розробники підійшли комплексно до цього питання. В цьому випадку були вирішені кілька завдань: знижені до мінімуму викиди шкідливих речовин в атмосферу, що позитивно впливає на екологічну обстановку не тільки в містах, але і на Землі в цілому; за рахунок поєднання двох видів енергії знижуються витрати при експлуатації; недоліки електродвигуна (мала потужність) компенсуються перевагами бензинового в бік збільшення. По суті, такі автомобілі в швидкісному режимі не відрізняються від бензинових. На відміну від вищеописаних автомобілі з гібридним двигуном мають два джерела живлення, складаються з двох силових агрегатів і декількох елементів:

  • Паливного бака. Бензин, на відміну від акумулятора, має велику енергетичну щільність. Щоб зрозуміти, наведемо приклад — енергія 1 л бензину прирівнюється до акумуляторної батареї вагою близько 450 кг;
  • Бензинового двигуна. Як правило, вони меншого розміру і модернізовані за останнім словом техніки, що значно знижує загальну вагу автомобіля і підвищує потужність;
  • Електродвигуна — не тільки більш потужного, але і створеного для роботи у взаємодії з бензиновим. Також він може працювати як генератор для зарядки акумулятора;
  • Акумуляторів, головна функція яких накопичувати енергію для електродвигуна, який, у свою чергу, може взаємно їх підживлювати;
  • Генератора — працює за принципом електродвигуна, але на вироблення електроенергії.
  • Трансмісії — функції практично ті ж, що і у звичайних авто. Але при цьому в залежності від виду гібрида можуть бути різними. Трансмісія марки Toyota характеризується розгалуженням потоків потужності. Мотор в такому випадку працює в найбільш комфортному діапазоні навантажень і оборотів. А це, в свою чергу, сприяє значній економії палива.

Принцип роботи

Саме слово гібрид означає схрещування. В нашому випадку дві різні технології і два джерела енергії поєднані для виконання однієї задачі — руху вперед. Робота гібридного двигуна полягає в тому, що двигун внутрішнього згоряння обертає генератор і забезпечує енергією електродвигун, який, у свою чергу, обертає трансмісію, ніж допомагає своєму «партнеру» працювати в оптимальному режимі, створюючи додаткове зусилля. В результаті виключаються різкі коливання і навантаження, а продуктивність значно збільшується.

Існує кілька варіантів:

Паралельний. Бензиновий двигун працює від паливного бака, а електродвигун від акумуляторів. В результаті обидва двигуни виробляють обертання трансмісії, яка, в свою чергу, приводить у рух колеса.


Параллельный гибрид

Паралельний гібрид


Микрогибридный. Цей принцип розроблений компанією «Тойота». «Гібрид» рухається на малих швидкостях і стартує виключно завдяки електродвигуну. При переході на підвищену швидкість підключається ДВЗ (двигуна внутрішнього згорання). Але при цьому під час підйомів, їзди на складних ділянках дороги (пісок, бруд), збільшення інших навантажень електричний двигун додатково живиться від акумулятора для паралельної роботи та збільшення тяги. Все це контролюється електронікою і не вимагає втручання водія.

Среднегибридный. Таке авто з гібридним двигуном має свої особливості — на електродвигуні їзда неможлива. Але при цьому електротяга значно збільшує ефективність роботи теплового двигуна завдяки виробленню напруги декілька вище, ніж можуть дати акумулятори, що, в свою чергу, підвищує потужність основного двигуна.

Повногібридний. У цьому варіанті на перше місце виходить електрика. Рух іде тільки за його рахунок. Зарядка високовольтної батареї йде завдяки рекуперації. Існуюче роздільне зчеплення між двома видами двигуна забезпечує роз'єднання цих систем. В результаті ДВС підключається тільки у випадку необхідності.

Роздільний. Має двигун-генератор і бензиновий. Через планетарну передачу крутний момент передається на коробку передач. Частина потужності використовується безпосередньо для руху машини, інша акумулюється в високовольтної батареї у вигляді чистої електричної енергії.

Послідовний. Робота гібридного двигуна полягає в тому, що бензиновий приводить в дію генератор, який заряджає акумулятори, а вони, в свою чергу, дають енергію електродвигуна, обертаючому трансмісію і, як результат, колеса.


Устройство гибридных двигателей

Пристрій гібридних двигунів


Переваги

Якщо проаналізувати ціни на гібриди, то можна помітити, що вони дорожче звичних машин. Чи варто боятися «кусаються» сум? Необхідно, насамперед, проаналізувати, що ж ви отримуєте в результаті при купівлі такого варіанту. І тільки після цього вирішувати, чи готові до вкладення капіталу (навіть якщо це покупка в кредит), який у підсумку перетвориться в щоденну економію. І чим сильніше будуть підвищуватися ціни на бензин, тим більше стане ваш чистий дохід.

Але почнемо трохи з іншого. Авто з гібридним двигуном сприяє зменшенню викидів вуглекислого газу в атмосферу, які знижуються в десять разів. Як результат, життя в місті стає більш комфортною і внести свій внесок до оздоровлення планети. До того ж економите на штрафи за перевищення викидів в атмосферу.

Батареї заряджаються від бортової енергетичної установки, в результаті не потрібне зовнішнє джерело для постійної зарядки, як в електродвигунах. По суті, ви отримуєте додаткове джерело енергії, що підвищує ефективність двигуна внутрішнього згоряння.

Завдяки розробкам досвідчених фахівців маса бензинового двигуна значно знижується, як результат, — та загальна вага автомобіля. Кожен автолюбитель знає, що це значить. Витрата бензину на 100 км «Оки» ніяк не можна порівняти з Toyota Auris. І це залежить насамперед від маси. У результаті йде комплексне економія за рахунок заправки і використання електроенергії.

Для виготовлення всіх деталей, в тому числі і кузова, застосовують легкі матеріали. При цьому вони міцні і надійні: з металів (алюмінієві сплави, магній), а також вуглепластик. Для загальної інформації: всього 56 кг важить двигун Insight об'ємом 1 л, при цьому потужність досить пристойна (67 кінських сил) і обороти в хвилину (5 700). «Допомога» електродвигуна на старті дозволяє забезпечити розгін з 0 до 100 км/ч.

В таких авто відпала необхідність в коробці передач. Відбувається автоматична зміна сили тяги провідних коліс, що забезпечує електродвигун.

Завдяки постійним розробок дизайнерів підвищується аеродинаміка. Це те, за що борються всі конструктори. Саме опір силі повітря і вітру не дозволяє «з'їдати» значні ресурси внутрішнього «серця», помножене на допомогу паралельної системи енергії.

Ще одним з економії ресурсів є встановлення спеціальних, більш жорстких, в порівнянні із звичайними, шин. Вони накачуються під високим тиском. Це сприяє зниженню опірності дорожньому покриттю.

Перспективи розвитку цього напрямку машинобудування можливі тільки при комплексному підході: розробка полегшених кузовів, ємних, але в той же час компактних акумуляторів (щоб вони не займали багато місця під капотом); удосконалення більш простою, швидкою і доступною зарядки акумуляторних батарей; поліпшення системи «повторного» використання енергії.

Розглянувши всі особливості авто з гібридним двигуном, можна прийти до висновку: звичайно ж, це не вічний двигун, про який мріє будь-який автомобіліст і борці за чистоту навколишнього середовища. Швидше, це черговий крок по шляху модернізації моторів, боротьба за економію виснаження природних ресурсів. Але вони допомагають значно економити кошти на кожній заправці. Тому, якщо ви стоїте перед вибором нового автомобіля, подумайте про те, що покупка такої моделі в підсумку подарує значні бонуси: по суті, кожні сто кілометрів поїздки будуть «відкладати» в ваш гаманець додаткові гроші в порівнянні з двигунами внутрішнього згоряння.





Ремонт автомобілів


Рекомендуємо переглянути
Залишити коментар
Ім'я:*
Коментар:
Напівжирний Нахилений текст Підкреслений текст Перекреслений текст | Вирівнювання по лівому краю По центру Вирівнювання по правому краю | Вставка смайликів Вибір кольору | Прихований текст Вставка цитати Перетворити вибраний текст з транслітерації в кирилицю Вставка спойлера
Введіть код: *