Гибридный двигатель что это: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Гибридный двигатель на автомобиле — устройство и принципы работы

Двигатель

04.06.2020

0 1 240 3 minutes read

Дорогие соотечественники, сегодня поговорим, что такое гибридный двигатель на автомобиле, как он работает, из чего состоит, о плюсах и минусах новых разработок.

В большинстве современных автомобилей в качестве силовой установки используется двигатель внутреннего сгорания, но учитывая истощение запасов нефти, и возрастающие требования к экологичности двигателей, автокорпорации занялись разработкой новых технологий, которые позволили бы отказаться от углеводородов как от основного топлива или хотя бы снизить их потребление.

Вместо двигателя внутреннего сгорания устанавливать электромоторы пока не эффективно, потому как энергоемкость аккумуляторов связана с большим весом и соответственно их высокой стоимостью.

Однако уже почти все крупнейшие мировые авто производители начали выпускать свои модели гибридных автомобилей. Они сочетают двигатель внутреннего сгорания и электрическую энергоустановку.

Признанный лидер в разработке и выпуске гибридных автомобилей остается Toyota. Этот концерн выпустил в серию первый гибрид еще в 1997 году и продолжает выпускать еще несколько моделей надежных автомобилей.

Оглавление

• 1 Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки
• 2 Гибридный двигатель. Устройство
• 3 Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки

Гибрид — переводится на русский как скрещивание. Сочетание этих двух различных технологий благополучно выполняют основную задачу — движения автомобиля.

Функция гибридного двигателя состоит в том, что мотор внутреннего сгорания приводит в движение генератор, который отдаёт энергию на энергоустановку: аккумуляторная батарея-электродвигатель. А энергоустановка в свою очередь, через трансмиссию передает крутящий момент на колеса.

Таким образом достигается оптимальный режим движения и создаётся добавочное усилие. Кроме того сглаживются пиковые нагрузки и колебания, в следствии чего растёт производительность и КПД.

Гибридный двигатель. Устройство

Существует несколько вариантов гибридного двигателя:

• Параллельный. Бензиновый движок питается от топливного бака, а электродвигатель от аккумуляторной батареи. В итоге два двигателя вращают трансмиссию, которая затем передаёт крутящий момент на колёса.
• Микрогибридный. Этот вариант разработали специалисты компании «Тойота». Их гибридный автомобиль стартует и движется на малых скоростях только с помощью электрической тяги. А вот на повышенной скорости начинает работать двигатель внутреннего сгорания. При этом на сложных участках дороги – подъёмы, песок, грязь, другие нагрузки, электродвигатель подпитывается ещё и от аккумуляторной батареи для параллельной работы и усиления тяги. Все эти режимы контролирует электроника.
• Среднегибридный. У такого авто свои особенности ‒ на электрическом двигателе езда не предусмотрена. Но электротяга заметно увеличивает эффективность, благодаря получению более высокого напряжения, чем даёт аккумуляторная батарея, а это соответственно повышает мощность силовой установки в целом.
• Полногибридный. Здесь электричество на первом месте ‒ за его счёт обеспечивается движение. Батарея заряжается благодаря рекуперации. А раздельное сцепление между двумя двигателями обеспечивает возможность разъединения этих систем. В результате бензиновый двигатель подключается лишь в случае крайней необходимости.
• Раздельный. Содержит пару двигатель-генератор и бензиновый мотор. Посредством планетарной передачи крутящий момент поступает на коробку передач. Какая-то часть энергии используется для обеспечения движения машины, а другая направляется в высоковольтную батарею.
• Последовательный. Здесь схема следующая: бензиновый двигатель вращает генератор, который заряжает аккумуляторную батарею, а с неё энергия поступает к электродвигателю, а уже тот вращает трансмиссию и, собственно, колёса.

Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

Конечно, плюсы перевешивают, но есть и минусы, как во всех новинках. К примеру, чаще встречается бензиновый гибридный двигатель, хотя экономичность дизелей не подвергается сомнению.

Но так уж сложилось – технологию разрабатывали в Америке, а там солярка не в почёте. Да и гибридный дизельный агрегат стоил бы дороже, а учитывая, что цена и так далеко выше средней, то вопрос можно считать закрытым.

Больше всего автолюбителей смущает гибридный двигатель из-за аккумуляторной батареи. Это весьма капризный компонент, так как требует постоянной эксплуатации, иначе срок её службы значительно снизится.

Также аккумуляторы боятся перепадов температур, саморазряжаются. Плюс ко всему высокая стоимость запчастей и ремонта. Причём самому его сделать вряд ли получится.

Но давайте о приятном. Одно из главных преимуществ гибридного двигателя низкий расхода топлива и минимальные выбросы вредных веществ в атмосферу, а все это благодаря:

• согласованной работе двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя;
• применению батареи большой емкости;
• использованию энергии торможения (рекуперативное торможение), которое преобразует кинетическую энергию движения в электричество.

Кроме того гибридный двигатель собрал в себе массу других инноваций, которые позволят сэкономить топливо и сберечь атмосферу. Среди них:

• изменение фаз газораспределения;
• стоп-старт;
• рециркуляция отработавших газов;
• подогрев тосола отработавшими газами;
• электропривод водяного насоса, климат-контроля и усилителя руля;
• шины с улучшенным качением.

Заметный эффект наблюдается при использовании гибридного автомобиля в городском цикле, когда происходят частые остановки, двигатель работает на холостом ходу.

А вот на трассе, при движении с высокой скоростью, гибридный двигатель уже не так эффективен.
С другой стороны та же батарея даёт возможность более продолжительное время ездить без заправки. Притом батарею можно не заряжать, а заправлять авто лишь топливом.

Двигатель, благодаря компьютерному управлению, всегда работает в оптимальном режиме, как бы вы ни старались его перегрузить.

Часто подобные гибридные автомобили могут передвигаться без топлива. А ещё они отличаются тем, что мотор работает едва слышно.

Надеюсь что статья поможет вам найти правильное решение, если встанет вопрос выбора автомобиля с гибридной силовой установкой.

Разместите ссылку на статью в социальных сетях – возможно ваши друзья уже имеют опыт эксплуатации подобной техники и поделятся своими впечатлениями с вами, а также с читателями нашего блога.

До новых встреч.

Статьи по теме

Преимущества и недостатки гибридного автомобиля

Есть мнение, что у гибридных двигателей нету никакого преимущества перед обычными ДВС. Ведь выделение энергии у гибридов получается в следствии сгорания топлива органического происхождения. И все же, существенна ли разница между обычным двигателем и гибридом? Давайте в это разберемся.

Преимущества гибрида

Обычные двигатели внутреннего сгорания очень сильно зависят от дозировки топлива педалью газа, точнее от этого очень сильно зависит мощность и крутящий момент. У обычного мотора постоянно разные нагрузки, обороты и соответственно КПД.

У гибридного мотора все совершенно по-другому. В автомобилях с гибридными двигателями движение (привод) колеса осуществляется посредством электромотора и батарей (аккумуляторов). И хотя даже тут КПД двигателя зависит от оборотов, но не так существенно, как у обычного двигателя, где это заметно в разы, а всего лишь на 10-15% колеблится КПД у гибридного двигателя. В автомобилях-гибридах бензиновый мотор запускается только для подзарядки батарей, которые приводят в действие электромотор, который в свою очередь передает мощность на колесо через трансмиссию. Как только батареи достаточно зарядились, топливный двигатель глушится.

Езда по городу – это означает постоянные разгоны и торможения

У обычного ДВС в таком цикле при разгоне тратится топливо, а при торможении стираются колодки и энергия уходит в тепло.

И даже тут у гибрида есть преимущество. Если вам не требуется применять экстренное торможение, то при плавном сбрасывании скорости приводятся в движение электромоторы, которые и разгоняют автомобиль, но в данном случае они выполняют роль генераторов, то бишь подзаряжают батареи от которых питаются. Правда когда вам нужно резко остановится — в помощь вам старые добрые тормоза.

Что еще можно отнести к плюсам, так это тяга гибрида. Гибридные двигатели имеют ровную тягу и крутящий момент, поэтому они разгоняются плавно и быстро, без провалов как у обычных ДВС. Поэтому, при старте с места, гибрид, равный по мощности относительно обычного ДВС – может «обскакать» его.

Рано или поздно все хорошее заканчивается, как и плюсы гибридов, начинаются его минусы

Срок службы, это именно то, чем ограничена гибридная силовая установка. Аккумуляторы в гибридах служат меньше простого двигателя, и стоят дорого. При всем этом вес этих самых батарей на пару с электромотором и прочими системами весьма внушительней обычного двигателя. Года идут, гибридные установки усовершенствуются, и возможно, в скором, все эти проблемы уйдут в не бытье.

Так есть ли у гибридов будущее?

Время идет, разрабатывают новые батареи, которые легче и дешевле, а это один из самых важных факторов в гибридах.

Перспективой на будущее у инженеров является внедрение в гибриды турбинных силовых установок. А почему именно турбина? Все из за низкого КПД обычного поршневого двигателя. КПД обычного ДВС столь низкого именно из за возвратно – поступательного механизма. Поршни надо постоянно разгонять, после чего они останавливаются и все следует повторять заново. Именно на это тратится большая часть энергии двигателя.

У турбинных же двигателей движение проходит беспрерывно, и не нужно тратится энергией на разгон поршней.

Использование турбины возможно только на гибридной силовой установке. А все из за медленного разгона турбины и малой мощности на валу в обычных поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Подводя итоги, можно сказать однозначно, у гибридных двигателей будущее есть! Большинство людей уже признали пользу гибридов, а кто-то уже с радостью переседает на них с прожорливых бензиновых «монстров» — и это факт.

Наши рекомендации для ознакомления

Хонда Инсайт II — ваши отзывы о гибриде

Здравствуйте обладатели, а так же почитатели автомобиля Honda insight 2009 в кузове DAA-ZE2, то бишь второго поколения. На улице 2014-ый год и технологии не стоят на месте. Особенно это касается автомобилестроения. На сегодняшний день у любого человека есть возможность купить тот автомобиль, который он хочет, были бы деньги. Но что касается автомобилей-гибридов, почему их так мало покупают и не более того знают о них?

Воздух вместо бензина

В связи с угрозой истощения нефтегазовых запасов Земли, все крупные автомобильные корпорации уже сейчас думают, чем же заменить бензин. Мы уже видели варианты с водородными двигателями, про электромашины известно давно (лидер в этой области Tesla, выпускает даже спортивные авто). Но одним из самых радикальных решений является автомобиль, едущий на воздухе. Звучит как фантастика? А вот и нет.

Обзор гибридного автомобиля Honda Civic Hybrid

В большинстве развитых стран гибридные автомобили – это уже давно приевшаяся «новинка» в отрасли автомобилестроения. У нас же гибридные автомобили как ни как а редкость. Конечно по нашим дорогам колесят автомобили-гибриды, но почему все так мало о них знают? Для общего развития рассмотрим гибридные двигатели на примере Honda Civic Hybrid.

Porsche Macan превратится в гибрид

В компании Porsche задумались о пополнении продуктовой линейки гибридных моделей. Придет время когда, каждая из машин Porsche будет оснащаться гибридной силовой установкой. Это касается и спорткара Porsche 911. Однако одной из первых моделей с таким движком призван стать кроссовер Macan.

Что такое гибридный автомобиль и как он работает?

Комбинация газового двигателя и электродвигателя может улучшить топливную экономичность автомобиля, грузовика или внедорожника.

Автор Roberto Baldwin 1 апреля 2022 г.

Toyota в 2000-х. В наши дни эта функция экономии топлива предлагается в самых разных автомобилях, включая пикап Ford F-150, компактный кроссовер Honda CR-V и среднеразмерный внедорожник Toyota Highlander. Покупатели, которые ищут экономичный автомобиль, который не ударит по их бюджету, могут рассмотреть гибрид как менее дорогую альтернативу подключаемым гибридам и электромобилям.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридные автомобили сочетают в себе газовый двигатель с одним или несколькими электродвигателями, работающими от аккумулятора. Эти два источника энергии работают вместе, чтобы увеличить экономию топлива автомобиля. Обычный гибрид никогда не нужно подключать к сети, но он может ездить только на короткие расстояния и на низких скоростях только на электроэнергии.

В отличие от подключаемых гибридов или электромобилей (EV), размер батареи не влияет на производительность гибрида. Гибридная батарея обычно хранит от одного до двух киловатт-часов электроэнергии (некоторые батареи электромобилей хранят более 100 киловатт-часов) — этого достаточно, чтобы обеспечить буфер, поскольку автомобиль постоянно разряжает и перезаряжает аккумулятор. Эта небольшая батарея является ключом к контролю стоимости.

Как работает гибридный автомобиль?

Гибридные автомобили экономят топливо в первую очередь за счет повышения эффективности газового двигателя при ускорении, движении накатом, замедлении и холостом ходу. Поскольку у автомобиля есть дополнительный источник энергии, гибрид может быть оснащен менее мощным и более эффективным газовым двигателем, чем традиционный автомобиль. Эти двигатели обычно работают по так называемому циклу Аткинсона, который снижает потери энергии, связанные с нагнетанием воздуха в двигатель, за счет мощности и крутящего момента. При ускорении электродвигатель компенсирует снижение производительности двигателя, создавая дополнительный крутящий момент.

Второй прием экономии топлива гибрида называется рекуперативным торможением. В обычном автомобиле, работающем на бензине, когда вы замедляетесь, любая энергия, используемая для остановки автомобиля, превращается в тепло и, по существу, тратится впустую. В гибридном транспортном средстве электродвигатель действует как генератор, когда транспортное средство замедляется, превращая энергию движущегося транспортного средства в электричество и сохраняя ее в аккумуляторе для последующего использования.

Гибриды также могут отключать бензиновый двигатель при движении накатом или остановке на светофоре для экономии топлива. Многие негибридные автомобили с газовым двигателем оснащены аналогичной технологией автоматической остановки/запуска, но они обычно выключают двигатель на более короткие периоды времени.

Стоит ли покупать гибридный автомобиль?

Несколько автопроизводителей теперь предлагают гибридные варианты примерно на 1000-2500 долларов дороже, чем негибридные варианты, и могут улучшить экономию топлива примерно на 10-30%. Например, полноприводный Toyota RAV4 LE расходует в среднем 30 миль на галлон в комбинированном цикле городской/шоссе по EPA, в то время как сопоставимый RAV4 Hybrid стоит на 1150 долларов дороже и рассчитан на 40 миль на галлон. Свыше 15 000 миль и с бензином по 4 доллара за галлон гибрид экономит 500 долларов. Примерно после 35 000 миль пробега гибрид покроет первоначальную надбавку к цене за счет экономии топлива.

Гибриды лучше всего работают в пригородных и городских условиях, когда транспортное средство регулярно замедляется, останавливается и ускоряется. В то время как газовые автомобили, как правило, более эффективны при движении на большие расстояния на высоких скоростях, экономия топлива гибрида будет снижаться при длительных поездках по шоссе. Гибрид, тем не менее, должен по-прежнему давать больше миль на галлон, чем обычный автомобиль, работающий на бензине, при прочих равных условиях.

TAGhybridподключаемый гибридчто такое гибридный автомобиль2022toyotarav4fordf-150hondacr-v

Этот сайт предназначен только для образовательных целей. Перечисленные третьи стороны не связаны с Capital One и несут единоличную ответственность за свое мнение, продукты и услуги. Capital One не предоставляет, не поддерживает и не гарантирует какие-либо сторонние продукты, услуги, информацию или рекомендации, перечисленные выше. Информация, представленная в этой статье, считается точной на момент публикации, но может быть изменена. Показанные изображения предназначены только для иллюстрации и могут не соответствовать продукту. Материалы, представленные на этом сайте, не предназначены для предоставления юридических, инвестиционных или финансовых рекомендаций или указания на доступность или пригодность какого-либо продукта или услуги Capital One для ваших уникальных обстоятельств. Для получения конкретных советов о ваших уникальных обстоятельствах вы можете проконсультироваться с квалифицированным специалистом.

Роберто Болдуин

Роберто Болдуин — автомобильный и технологический репортер из Северной Калифорнии. Помимо традиционного освещения автомобилей, он сосредоточился на появлении электромобилей и функций помощи водителю в транспортных средствах, а также на возможном запуске автономных транспортных средств. За последние семь лет он сидел в большем количестве автономных тестовых автомобилей, чем может вспомнить, но все же напоминает обычному водителю, что нужно следить за дорогой. В настоящее время он владеет Subaru BRZ, Hyundai Kona Electric и Vespa GTS 250.

Что такое гибридные электромобили (ГЭМ)? Как они работают? | Нудо

Что такое гибридные электромобили (ГЭМ)? Как они работают?

Последнее обновление: 20 декабря 2022 г. | E-Mobility

Что такое гибридный автомобиль? Любое транспортное средство, которое сочетает в себе как минимум два источника энергии для движения, является гибридным транспортным средством. Двумя источниками могут быть бензин или дизельное топливо вместе с аккумулятором. В настоящих гибридных транспортных средствах любая из систем-источников может по отдельности питать транспортное средство. Некоторые автомобили используют топливо через генератор для зарядки аккумулятора, который затем приводит в движение двигатель. Это не полностью гибрид, поскольку технически он имеет только один источник энергии для конечного движения. Однако если топливо и батареи — по отдельности или вместе — могут приводить автомобиль в движение, то это настоящий гибридный автомобиль (HV).

Вот как мы определяем гибрид, так как же он на самом деле работает? Гибридный электромобиль использует два источника для питания электродвигателя, причем оба источника предназначены для достижения конкретных целей: увеличение запаса хода, повышение эффективности использования топлива или увеличение мощности автомобиля.

Как работают гибридные электромобили (HEV)?

ГЭМ используют топливо в качестве основного источника энергии и не требуют внешнего источника электроэнергии для подзарядки аккумуляторов. Настоящий HEV имеет как двигатель внутреннего сгорания (ДВС), так и электродвигатель. ДВС и электродвигатель работают вместе, чтобы приводить транспортное средство в движение. Эта комбинация помогает повысить эффективность двигателя. Распределение мощности позволяет автомобилям достигать оптимальной мощности в большинстве условий вождения.

В зависимости от распределения мощности существует три типа HEV:

Серийный гибрид

В этой комбинации двигатель внутреннего сгорания приводит в движение электрогенератор, а не колеса. Генератор не только заряжает аккумулятор, но и питает двигатель, приводящий в движение автомобиль. Эта установка также известна как электромобиль с увеличенным запасом хода (REEV), поскольку ДВС питает аккумулятор и двигатель, но никогда напрямую не управляет колесами.

Параллельный гибрид

В этом автомобиле колеса приводятся в движение как ДВС, так и электродвигателями. Они работают совместно и обеспечивают оптимальную выходную мощность. Аккумуляторы в автомобиле заряжаются, пока двигатель работает как генератор. Эти автомобили не могут ездить в чисто электрическом режиме.

Последовательно-параллельный

В этих автомобилях используется ДВС и двигатель с возможностью работы от одного источника или обоих вместе. Распределение мощности помогает автомобилю работать в оптимальном диапазоне, обеспечивая высокую эффективность.

Электромобили включают в себя множество интересных технологических особенностей:

Рекуперативное торможение

Транспортные средства обладают огромной кинетической энергией во время движения. Когда водитель тормозит автомобиль, чтобы остановиться, эта кинетическая энергия должна куда-то деваться. В регенеративной технологии электродвигатель использует сопротивление для замедления колес и остановки автомобиля. В этот период двигатель работает как генератор и преобразует кинетическую энергию колес в электрическую энергию. Затем эта энергия сохраняется в батареях для последующего использования.

Электродвигатель привода/вспомогательного привода

Автомобили с двигателем внутреннего сгорания требуют дополнительной мощности в различных сценариях вождения. Например, автомобилю требуется больше мощности при движении на малых скоростях, в гору или при ускорении. Эта дополнительная мощность исторически была получена за счет сжигания большего количества топлива, но в HEV эта дополнительная мощность исходит от электродвигателя. Это также позволяет HEV иметь двигатель меньшего размера, что повышает эффективность транспортного средства. На низких скоростях ICEV требуют максимальной мощности для поддержания контроля, но только электродвигатель HEV приводит в движение транспортное средство, полностью подавляя бензиновый двигатель.

Автоматический запуск/остановка

В некоторых гибридных электромобилях используется функция автоматического отключения двигателя при остановке автомобиля. В результате автомобиль экономит энергию и топливо. Двигатель перезапускается сам по себе при включении акселератора, и движение продолжается в обычном режиме.