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

Все виды гибридов по конструктивным реализациям можно разделить на три группы.

1. Последовательные гибриды.

2. Параллельные гибриды.

3. Последовательно-парал­лель­ные гибриды.

Теперь о каждом подробнее.

Последовательные гибриды. Принцип их работы таков: вращение колес автомобиля обеспечивается электродвигателем, который питается током электрогенератора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания. Если упрощенно: ДВС крутит генератор, который вырабатывает электричество для тягового электромотора ТС. При такой схеме двигатели внутреннего сгорания имеют небольшой объем, а генераторы обладают значительной мощностью. Явный недостаток таких конструктивных решений заключается в том, что зарядка аккумуляторов и движение автомобиля происходят только в режиме постоянной работы ДВС.

Этот принцип пока не реализован ни на одном серийно выпускаемом легковом автомобиле. При некоторых ее достоинствах минусов больше, чем плюсов. Но в грузовом автостроении такая гибридная схема иногда применяется. Это касается некоторых конструкций тяжелых карьерных самосвалов.

Параллельные гибриды. В такой схеме колеса транспортного средства получают вращение как от привода ДВС, так и от электрического мотора, питающегося от аккумулятора. Но такая схема силового агрегата уже требует наличия коробки передач. К наиболее удачному образцу данной схемы можно отнести автомобиль Honda Civic – гибрид. В нем имеется электромотор, который может приводить в движение автомобиль совместно с ДВС. Это позволяет использовать двигатель внутреннего сгорания меньшей мощности, так как в случае необходимости ему на помощь может прийти электромотор. В таком режиме суммируется мощность двух силовых установок. Основной недостаток такого решения в том, что двигатель не может одновременно вращать колеса и заряжать батарею.

Последовательно-параллельная схема. Всех названных недостатков лишен гибрид, реализованный в последовательно-параллельной схеме. Здесь, в зависимости от условий движения, используется тяга либо электродвигателя, либо ДВС с возможностью подзарядки батареи. Кроме того, в сложных режимах эксплуатации силовой агрегат для обеспечения повышенного крутящего момента имеет возможность объединять усилия бензинового и электрического двигателей. Опираясь на такие экстраординарные возможности, рабочая программа ТС всякий раз для каждого режима эксплуатации автомобиля выбирает наиболее целесообразное силовое решение. Этим обеспечивается максимальная эффективность транспортного средства.

Такая схема последовательно-параллельного гибрида реализована в автомобиле Toyota Prius. В переводе с латинского рrius – «передовой» или «идущий впереди». Сегодня существует несколько модификаций Prius. Их принято идентифицировать по номеру кузова – об этом мы уже сегодня говорили. Когда станем разбирать устройство Prius подробно, будем прежде всего иметь в виду модель К20. Обращения к другим аналогам: К10, К11, К30, К35 и проч. будут сопровождаться специальными указаниями.

Теперь пора уделить особое внимание самому известному и успешному в мире образцу гибридного автомобиля – Prius от компании Toyota. Почему мы так подробно будем говорить именно о Prius и именно о модификации К20? Постараемся ответить. С точки зрения специа­лизированного авторемонтного бизнеса распространенность ТС конкретной марки в конкретном регионе (в нашем случае – РФ) является отправной точкой для специализации услуг, представляемых предприя­тием. Это накладывает на организаторов производства обязательства в специальной оснастке автосервиса, в приобретении необходимой рабочей информации и профессиональном обучении работников. Но не только.

Специализированный автосервис также обязан обеспечивать себя хотя бы минимумом расходных материалов и запчастей. А это – отдельная тема, к ней мы обратимся гораздо позднее. Сейчас коснулись ее в связи с особым статусом автомобиля Toyota Prius NHW20 (К20), который своим количеством на дорогах РФ многократно превосходит любое другое гибридное транспортное средство.

Соответственно знания о его особенностях наиболее полезны для работников независимых специализированных центров. Без знакомства с этим продуктом от Toyota браться за ремонт и обслуживание гибридных автомобилей не имеет смысла с точки зрения успешности автосервиса как бизнеса. Поэтому на примере именно Prius К20 мы планируем рассказывать об устройствах гибридных автомобилей и объяснять работу всех его компонентов с практическими советами по ремонту и обслуживанию.

Начнем с двигателя внутреннего сгорания. Замечание: в этой части разговора мы будем говорить лишь о тех особенностях ДВС, работающих в гибридных силовых агрегатах, которые отличают их от аналогов, реализованных в традиционных конструкциях ТС.

Итак, ДВС. Prius К20 имеет бензиновый двигатель внутреннего сгорания, с объемом 1497 см3. В К30 и в последующих модификациях объем увеличен до 1,8 л. Toyota обозначает двигатель Prius К20 как 1NZ-FXE, который часто путают с мотором автомобиля Toyota Echo. И понять это можно. У Echo он значится как 1NZ-FE. Конструкции обоих ДВС максимально схожи. Это рядные, четырехцилиндровые, 16-клапанные моторы, у которых вращение двойных распредвалов происходит посредством цепного привода. Оба оснащены коллекторами поперечного потока и т. д. Мало того, одинаковы и размеры элементов цилиндропоршневых групп (ЦПГ). Так, диаметр цилиндров и ход поршней у обоих соответствуют 75 мм и 84,7 мм. Но двигатели эти существенно разные: ДВС Prius работает по циклу Аткинсона (Atkinson), тогда как Echo – по циклу Отто (Otto).

Очень поверхностно, возможно, кое-где не совсем корректно, пробежимся по конструкции традиционного ДВС, не отвлекаясь ни на что, кроме моментов: где и как происходят потери его эффективности. Бензиновый двигатель почти каждого автомобиля, бегущего сегодня по дорогам мира, работает по циклу Отто. Работа таких ДВС характеризуется четырьмя тактами: впуском, сжатием, сгоранием (рабочим ходом) и выпуском с открытием и закрытием клапанов близко к концам тактов.

Достоинство двигателя Отто состоит в высокой термодинамической эффективности, заключающейся в превосходном отношении энергия/вес и в надежности конструкции агрегата в связи с ее простотой. Большинство усовершенствований, производимых в двигателях, работающих по циклу Отто, связаны с увеличением эффективности и/или сокращением выброса вредных веществ. Производитель, во имя сказанного уменьшая вес ДВС, теряет мощность и надежность. Чудес ведь не бывает?

Рассмотрим, где же и каким образом теряется эффективность. Известно, что современный ДВС, работающий по циклу Отто, обладает наибольшей эффективностью (КПД) в интервале 40–45% от максимально допустимой скорости вращения коленвала – этот режим еще называют оптимальным. А наивысший крутящий момент двигателя достигается в интервале 70–80% от тех же максимальных параметров вращения коленчатого вала.

То есть процесс достижения максимального крутящего момента всегда приводит к понижению КПД мотора. Почему? Потому, что всякое повышение скорости вращения ДВС выше оптимальных значений сопряжено с возрастанием потерь от трения. Их так и называют: потери трения. Существенное повышение скорости вращения коленчатого вала во имя достижения необходимого момента вращения обеспечивается с помощью повышенного обогащения рабочей смеси. А это – потеря эффективности. А вот при более низком, по отношению к оптимальному, режиме вращения коленчатого вала двигатель страдает от явления, которое называют насосными потерями (это мы обсудим позже).

Вернемся к автомобилю Toyota Echo. Пиковая мощность его двигателя равна 108 л. с. А самая эффективная работа им будет производиться в режиме, когда мотор развивает мощность в интервале 35–50 л. с. Казалось бы, тогда при выборе двигателя для автомобиля мы должны руководствоваться следующим. Он (мотор) для оптимального режима эксплуатации должен обеспечивать всего лишь 40% от максимальной мощности, которую может развить. А чтобы такой автомобиль двигался со скоростью 105 км/ч по горизонтальной дороге, ему хватит и 15 л.  с. При скорости ниже – и того меньше. С другой стороны, если бы мы установили на автомобиль двигатель даже в 30 л. с., ему бы потребовалось более 30 с, чтобы разогнаться до 96 км/ч.

Но Echo, как мы заметили, имеет двигатель мощностью 108 л. с. и обладает приличными показателями в ускорении и в преодолении препятствий. Поэтому автомобиль с двигателем 30 л. с. не сможет ускоряться согласно нашим ожиданиям и не будет иметь хорошей динамики. А это означает, что большую часть времени и пути автомобиль эксплуатируется в режимах, когда характеристика мощности ДВС находится в точке значительно ниже «зеленой зоны» эффективности. В результате значительная часть топлива расходуется впустую. Этот негативный конструктивный дефект характерен для всех без исключения автомобильных двигателей, работающих по циклу Отто. Специалисты называют его проб­лемой частичной мощности.

Главную причину потерь эффективности в режимах эксплуатации двигателей внутреннего сгорания называют насосными потерями. Как двигатель с циклом Отто, разработанный для обеспечения максимальной мощности в 108 л. с., заставить выдавать 20 л. с.? Ответ прост – уменьшить поток воздуха в цилиндры путем прикрытия дроссельной заслонки. Отметим, между прочим, что такой режим работы вынуждает двигатель тянуть воздух через узкую щель дросселя, создавая повышенное разряжение во впускном коллекторе. Об этом чуть ниже.

Если исключить особенности топливной системы современного автомобиля, которая при этом станет компенсировать недополученную порцию топлива принудительным ее впрыском, то можно ли сказать, что задача эффективности будет решена? Поскольку воздух, попадающий в цилиндр в течение такта, получает меньший воздушно-топливный «заряд», двигатель заработает с пониженной мощностью – что вроде бы и требуется.

Согласимся, что не все так просто. Создав эффект частичного вакуума во входном коллекторе, мы совершаем работу, т. е. расходуем дополнительную энергию. Какую? Когда поршень идет вниз при такте всасывания, давление в подпоршневом пространстве и частичный вакуум в верхней части цилиндра – над поршнем, через шатунно-поршневой узел создают сопротивление вращению коленчатого вала. Это уменьшает выходную мощность двигателя, и, кажется, именно к этому мы и стремились? Но такой эффект произошел за счет потраченного впустую топлива – а мы как раз этого и хотим избежать.

Заметьте, что автомобили страдают от насосных потерь даже на высоких скоростях. Дроссель открывается полностью только при ускорении или при подъеме в гору. Известно, что дизельные двигатели лишены этой проблемы, потому что у них нет дросселя. Низкая мощность достигается простым уменьшением количества впрыскиваемого топлива. Это – одна из причин, почему дизельные двигатели обладают более высокой эффективностью. Данный способ не может быть применен впрямую на бензиновых двигателях, потому что температура горения их рабочей смеси при избытке кислорода («обеднении» смеси – об этом ниже) становится слишком высокой, что может привести к прогару поршней и клапанов.

Преобразование химической энергии в работу (механическую энергию) в поршневом двигателе сосредоточивается вокруг рабочего хода. Топливовоздушная смесь сгорает быстро и создает давление из-за взрывообразного разогрева смеси, главным образом углекислого газа и водяного пара. Это давление действует на днище поршня и с помощью кривошипно-шатунного механизма проворачивает коленчатый вал. Пропорция химической энергии, выделившейся в виде тепла, преобразованного в механическую энергию, зависит от «степени расширения» смеси газов. Этот параметр соответствует отношению между свободным объемом в цилиндре в момент поджига смеси и свободным объемом цилиндра до открытия выпускного клапана. Чем выше значение отношения, тем больше энергии тепла и давления может использоваться на вращение коленчатого вала.

К сожалению, есть предел степени сжатия, выше которого смесь не горит равномерно и вызывает детонацию. Некоторые источники приписывают это «предвоспламенению», т.е. явлению, когда смесь загорается спонтанно, до подачи искры. Здесь есть смысл отметить лишь то, что двигатель с циклом Отто конструируется таким образом, чтобы не допустить возникновения детонационных эффектов при заданных значениях октанового числа топлива. И такой агрегат не способен обес­печить больших степеней в расширении работающих газов.

Среди причин снижения эффективности двигателя специалисты не последнее место отдают «потерям трения». Не станем останавливаться на том, что и как трется в механизмах ДВС, об этом знает любой наш современник, а не только автомеханик. Здесь важнее другое. Чем больше выходная мощность и обороты двигателя, тем выше потери трения. В режимах высоких скоростей потери трения могут составить большую часть «брутто-выхода» двигателя. Вот почему эффективность двигателя падает в режимах эксплуатации, превышающих «зеленую зону».

До недавнего времени конструкторы не стремились увеличить размеры двигателей, чтобы уменьшить трение для повышения эффективности. Наоборот, трение становится большой проблемой, поскольку двигатели становятся все миниатюрнее. А это – прямой путь к увеличению потерь мощности в таких двигателях на трение.

Идем дальше. Рассмотрим сам процесс сгорания топлива. Инженеры конструируют двигатели таким образом, чтобы обеспечить мотор, работающий в оптимальном режиме, пропорцией «топливо – кислород воздуха», позволяющей сжечь все топливо, используя весь кислород. Такое идеальное соотношение называют «стехиометрической смесью». Примерно это соответствует 14,7 кг воздуха на каждый килограмм бензина.

Современные автомобили поддерживают правильную смесь, используя ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) на входе и датчик остаточного кислорода в выхлопе. Если отношение воздух/топливо увеличивается так, что воздуха становится больше нормы, смесь, как говорят, является «бедной». Кислород в выхлопе не причиняет вреда, но скудная смесь сгорает с более высокой температурой и может повредить двигатель, не разработанный для этого.

Высокая температура может также заставить азот воздуха соединяться с избыточным кислородом и производить оксиды азота, которые вносят свой вклад в загрязнение атмосферы. Если отношение воздух/топливо уменьшается так, что в двигатель поступил избыток топлива, смесь называется «богатой». Несгоревшее топливо в выхлопе вносит вклад в загрязнение окружающей среды. А то, что оно не окислилось для получения дополнительной мощности ТС, говорит об уменьшении эффективности двигателя.

Обычные двигатели просто обогащают смесь, когда требуется развить большую мощность. Это делает возможным использование каждой порции воздуха, поступившего в двигатель, для получения максимально возможного крутящего момента. Несгоревшее топливо может быть окислено до конца каталитическим нейтрализатором – и этим понизится вред природе, но и тогда энергия топлива будет потрачена впустую и в результате эффективность снизится.

Мы рассмотрели, как впустую, т.е. неэффективно расходуется мощность ДВС. Далее рассмот­рим пути ее эффективного использования – таковых можно выделить пять. На этом сегодня остановимся. В следующий раз продолжим разговор именно с этого момента. Затем перейдем к устройству гибридных автомобилей, познакомимся с их основными компонентами. До встречи.

Редакция благодарит работников Toyota Центр Ясенево за помощь в организации фото­съемки сюжетов, использованных в статье

Тема гибридных автомобилей не сходит со страниц нашего журнала уже шестой год подряд. Поисковики Google и Яндекс начиная с 2015 года стабильно «оценивают» ее (тему) как невероятно востребованную и без какого-либо стимулирования определяют место нашим статьям на первых этажах запросов.

Когда-то это нас удивляло, но теперь нет: любой желающий, забивший поисковые слова «Ремонт и обслуживание гибридных автомобилей» – хоть в Google, хоть в Яндексе, – обязательно найдет журнал «АБС-авто» на самой верхней строке из 170 млн претендентов на это место по результатам поиска. Самой верхней! Почему? Ответ довольно прост – из-за востребованности темы и качества нашего контента.

Сегодняшняя работа открывает новый этап в развитии темы. Теперь каждая статья на гибридную тему будет состоять из двух или трех частей: история появления гибридных автомобилей, их обслуживание и ремонт. С частью материалов будущих статей читатель знаком по прошлым публикациям. Но теперь к ним добавилась историческая линия, которая, безусловно, представляет особый интерес – ведь история рождения и становления гибридных автомобилей как самостоятельного направления в автомобилестроении появилась не вчера, а гораздо раньше. Пожалуй, пора и начинать.

История гибридных автомобилей началась почти 200 лет назад. Кто-то может с этим не согласиться. Пусть так – каждый может иметь собственное мнение по любым вопросам, включая профессиональные, и спорить об этом – лишь терять драгоценное время.

Посмотрите на автомобиль Тoyota Prius 2018 модельного года. Это красивый, мощный, современный, экономичный и экологичный автомобиль.

А история его зарождения начиналась вот с такого неказистого устройства, состоящего из набора гальванических элементов, проволоки и компаса.

На иллюстрации показана реконструкция эксперимента, который провел Ханс Кристиан Эрстед (1777–1851) для обоснования своей теории: «Электрический ток может производить электромагнетизм». Произошло это в 1820 году и, можно сказать, почти случайно. Ханс Эрстед в то время был профессором физики, отменным преподавателем, умевшим рассказывать слушателям о физических процессах просто и доступно, за что его любили ученики и слушатели.

В тот день, перед занятиями, он беседовал со своим старым прия­телем-охотником. Тот похвастался новым приобретением – компасом от отличной немецкой фирмы. Заговорившись, он забыл этот самый компас на столе.

Во время проведения лекции, демонстрируя один из физических опытов, Ханс Кристиан краем глаза уловил одну странность: когда он включил электрическую нагрузку и по проводу пробежал электрический ток – стрелка компаса начала отклоняться! Не прерывая лекции, он поменял расположение компаса, вновь включил нагрузку, и стрелка компаса опять отклонилась. После занятий, забыв об обеде и ужине, Эрстед продолжал экспериментировать, пока наконец не утвердился в мысли, что все происходящее – не сон, а влияние электрического тока, который может самостоятельно воз­действовать на магнитную стрелку компаса!

Проведя десятки экспериментов, Ханс Кристиан Эрстед исследовал и обосновал теорию возникновения электромагнетизма. Свое открытие ученый совершил зимой 1819–1820 годов.

И уже в июне 1820 года он подготавливает и отдает в печать свою научную работу: «Некоторые опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку». Ханс Эрстед стал всемирно известным и признанным ученым.

Он был избран членом Лондонского Королевского общества, Парижской Академии, а в 1830 году его избрали почетным членом Петербургской академии наук. Так что и Prius, и любой другой электромобиль имеют одного родителя и одну точку отсчета: Ханс Кристиан Эрстед, зима 1820 года.

Это открытие, возможно, помогло венгерскому изобретателю Аньосу Джедлику в 1828 году собрать настольную модель первого в мире электрического двигателя (обратите внимание, насколько схожи мысли этих двух ученых – в первом случае крутится стрелка компаса, а во втором случае сила электромагнетизма вращает нечто массивное, только отдаленно похожее на стрелку компаса).

Он же построил маленькую модель самодвижущегося устройства, названного им «электрическим локомотивом», которая через вер­тикальную ось и несложную шестеренную передачу приводила в движение колеса.

В эти же годы М. Фарадей в результате опытов Аньоса Джедлика обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии. А в 1854 году изготовил из угольно-цинковых элементов действующую аккумуляторную батарею, в которой использовалась «чили селитра» (нитрат натрия).

В 1827 году Аньос Джедлик сконструировал первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока).

У ученых всегда мало времени. А у ученых-изобретателей его почти нет: в голове постоянно крутятся какие-то новые идеи, одна картинка накладывается на другую… Знакомые и друзья ученого говорили ему об «известности», о «мировом признании», но ему было некогда, все новые и новые идеи занимали мысли и время, и только в конце 1850-х годов он обнародовал свои изобретения, в том числе и придуманный им электрический локомотив.

Исторические факты настолько переплетены между собой, что исследователям порой бывает очень трудно установить «приоритет гениальности», т.е. кого считать «отцом-основателем» того или иного физического закона или изобретения.

В 1680 году Ньютон после проведения многочисленных опытов начал формулировать свой третий закон, который впоследствии стал звучать так: «Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению». Свои мысли он опубликовал в фолианте «Математические начала натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica).

В современных учебниках, для лучшего понимания, третий закон Ньютона демонстрируют так.

А во времена Ньютона действие этого закона изображалось так.

В своих записках к описанию третьего закона Ньютон отметил такое свое наблюдение после проведенных опытов: «Если на повозку с колесами поставить котел с кипящей водой и открыть отверстие сзади котла, то вылетающая струя пара из котла сможет толкать повозку вперед».

Отметим, что это 1680 год. И понадобилось почти 200 лет, чтобы мысли Ньютона стали осуществляться: Фердинанд Вербист (священник, фламандский иезуит, астроном), находящийся на службе у китайского императора, смог придумать вот такое устройство, которое удивительно напоминает «самодвижущуюся повозку Ньютона».

На рисунке видно не совсем отчетливо, поэтому предлагаю посмот­реть на реконструкцию этого изобретения.

Как видим, принцип Ньютона тут сохранен, однако есть много оригинальных дополнений: пар из котла «упирается» в некое зубчатое деревянное колесо с лопатками, которое соединено передачей с задними колесами тележки.

Изобретение? Несомненно! Причем оно сильно похоже на умозаключения венгерского изобретателя Аньоса Джедлика (выше по тексту), который в результате проводимых опытов обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии.

Следует обратить внимание, что в то время очень разные люди, обладающие глубокими познаниями в самых разных областях науки, уже начали задумываться над тем, как один вид энергии превратить в другой.

В 1769 году француз Никола Жозеф Кюньо (1725–1804) построил самодвижущееся устройство, которое было названо «паровозной кареткой». История создания этого самодвижущегося устройства весьма интересна. Кюньо был в то время капитаном французской армии. И за время военной службы вдоволь насмотрелся на беспомощность артиллерии – непроходимые дороги не позволяли лошадям вывезти орудия на позиции в заданное время. Обладая хорошим образованием и гибким умом, он засел за расчеты, и в скором времени на свет появилась вот эта «самодвижущаяся повозка», предназначенная в первую очередь для того, чтобы заменить лошадей и тянуть артиллерийские орудия.

Общий вес устройства составлял около 2,5 т, конструкция была трехколесной, и по расчетам скорость передвижения должна была достигать от 3 до 5 км/ч. Во время испытаний параметры скорости почти подтвердились: устройство везло четырех человек со скоростью 3,5 км/ч. Однако во время одной из поездок человек, управляющий устройством, не справился с управлением, и тележка врезалась в стену. Это можно смело назвать первым дорожно-транспортным происшествием с участием автомобиля.

В 1825 году британский изобретатель Голдсворти Герни построил паровой автомобиль, который через десять часов успешно совершил круговое путешествие на 85 миль. (Паровые машины доминировали на автомобильном ландшафте до конца XIX века.)

В этой повозке использовался паровой двигатель, расположенный в закрытом пространстве, количество перевозимых человек могло достигать 12.

Ну а что же с электрическими автомобилями? Или паровые самодвижущиеся устройства явились определенным (и необходимым) переходным звеном? Вполне может быть… Изобретателям электромобилей нужна была платформа, на которую они смогли бы поставить свои электрические устройства, а многочисленные опыты с паровым движителем, удачные и неудачные, только помогли создателям электромобилей выбирать для своих экспериментов наиболее надежные конструкции паровых самодвижущихся устройств, приспосабливая их под свои задумки.

Изобретатель электродвигателя постоянного тока

Давайте сравним два устройства: первое, которое на деревянной подставке – это из 1833 года.

А это электродвигатель современного гибридного автомобиля Toyota Prius из XIX века.

Согласитесь, что внешне эти конструкции мало похожи. Однако и первое, и второе в принципе есть одно и то же – это электродвигатели постоянного тока!

Заглянем в историю: 1834 год. Небольшое закопченое строение на окраине города Вермонта (сейчас США). Это кузница. Женщина помогает мужу раздувать горн. Устала. Садится и смотрит на мужа:

– Ну чего опять задумался?

– Да никак из головы не выходит… Помнишь, на прошлом празднике были на ярмарке, и там видели удивительную вещь: железо прыгало и прилипало на электромагнит?

– И что?

– А если взять не один магнит, а два, три, четыре. И…

– И что «и»?

– Так можно же двигать предметы и вещи! Понимаешь?

– Пока нет…

Кузнец (а это был Томас Девенпорт), взял в руки только что им откованную подкову и стал чертить на земле…

Мысль была такая: если взять несколько магнитов, расположить их на разном удалении друг от друга и попеременно включать-выключать один из них, то можно попробовать заставить кусок железа прилипать то к одному, то к другому магниту.

Дальше были исследования. Сначала продали все ценное в доме и Томас приобрел несколько электромагнитов. Когда что-то начало получаться, то Девенпорт продал кузницу и целиком погрузился в эксперименты с элетромагнитами и кусками железа.

А где тогда было учиться? Тем более простому кузнецу… только самообразование! Заработанные деньги Девенпорты делили на две части: меньшая часть на еду, и большую часть на покупку технических журналов. В 1883 году в одной из статей Томас обратил внимание на заметку, где рассказывалось о технологии Джозефа Генри: «О способах разделения железной руды». Описывались способы применения электромагнитов, когда при включении тока железо из руды прилипало к элетромагнитам, а пустая порода оставалась лежать.

Томас увлечен захватившей его идеей полностью, изготавливает несколько своих личных магнитов – и продолжает эксперименты. В качестве источника тока использует уже известную батарею Вольта:

Во время одного из экспериментов он задумался: а как сделать так, чтобы для вращения колеса на полный круг не приходилось бы постоянно перекидывать контакты – при работе магнитов колесо делало только половину оборота. И он придумал устройство (которое сейчас называют «щетки и коммутатор»), при помощи которого переключение полярности магнитов происходило автоматически и колесо вращалось непрерывно.

• Сергей Гордеев, директор специализированного автосервиса «Гибрид-сервис», автор профессиональной литературы по гибридам, преподаватель

гибриды

Гибридные автомобили

Первый автомобиль вообще-то был электрическим, т.е. в качестве двигателя использовался электромотор, и только потом, из-за отсутствия хороших аккумуляторов или иных источников электроэнергии, основным источником энергии для движения стал ДВС.

Тем не менее, несмотря на его преимущества, разработчики авто давно уже начинают оценивать возможности электромобиля, и как компромиссный вариант в такой ситуации выступают гибридные автомобили.

Содержание

1. Почему возникает идея гибрида
2. А что собой вообще представляет гибрид
3. Устройство гибридного авто с параллельной работой моторов
4. Гибридный с последовательной схемой работы моторов
5. Последовательно-параллельные гибридные ТС
6. Достоинства и недостатки гибридов

Почему возникает идея гибрида

При всех своих достоинствах ДВС обладает массой недостатков. Он прожорлив и требует для движения достаточно большое количество топлива. Правда, в последнее время его аппетит стараются уменьшить, но для этого разработчикам приходится прилагать поистине титанические усилия.

ДВС экологически небезопасен, его выбросы отрицательно влияют на природу, хотя и в этой области выполненные ужесточение требований, предъявляемых к моторам авто, дает свои результаты.

Если к перечисленному добавить еще:

• сложность изготовления, необходимость использования дорогостоящего и специализированного металлообрабатывающего оборудования;
• высокие требования, предъявляемые к качеству топлива и ГСМ;
• неравномерность величины выдаваемого крутящего момента.

то можно удивляться, почему его еще используют.

Одним из возможных вариантов смягчения перечисленных недостатков ДВС и являются гибридные автомобили.

А что собой вообще представляет гибрид

Словосочетание автомобили с гибридным двигателем подразумевает возможность использовать для движения несколько источников энергии. По этому признаку можно считать гибридным транспортным средством и первую повозку, способную двигаться при помощи пара и конной тяги. Однако если говорить серьезно, как правило, они представляют собой сочетание электрического мотора и ДВС.

Именно оно определяет принцип работы гибридного автомобиля, для которого характерно приведенное ниже взаимное использование двух моторов:

1. параллельное;
2. последовательное;
3. последовательно-параллельное.

Устройство гибридного авто с параллельной работой моторов

Такое устройство подразумевает совместную работу электромотора и ДВС. Подобное транспортное средство (ТС) практически ничем не отличается от обычного автомобиля, основным источником энергии для движения является ДВС, и лишь в некоторых случаях дополнительно подключается электромотор. Для обеспечения их параллельной работы в составе гибридного автомобиля используются специальные муфты и коробки передач.

Как выглядит схема подобного совместного использования моторов показано на рисунке:

Мощность дополнительного электромотора, как правило, не слишком велика, он включается в работу только при необходимости, например, при разгоне или обгоне, облегчая работу ДВС. Не секрет, что мощность последнего зависит от оборотов коленвала, в момент начала движения, при обгоне или на плохой дороге у автомобиля приходится «раскручивать» движок, заставляя его работать на повышенных оборотах. Это приводит к возникновению дополнительной нагрузки и, как следствие, повышенному потреблению топлива и износу двигателя.

Кроме того, такой электродвигатель, входящий в устройство гибридного ТС, выполняет еще функции генератора и стартера автомобиля. Хонда, Тойота и иные марки гибридных автомобилей используют подобный принцип построения силовой установки. Марки названных гибридных автомобилей – это далеко не полный их список.

Гибридный с последовательной схемой работы моторов

Подобное устройство гибридного ТС подразумевает использование одного мотора в качестве основного, обычно этим двигателем является электромотор, а ДВС выполняет вспомогательную роль, раскручивая генератор.

Схема силовой установки такого гибридного автомобиля приведена на рисунке:

Такое построение силового агрегата, характерное для гибридного автомобиля такого типа, подразумевает использование аккумуляторов повышенной емкости, позволяет добиться определенных преимуществ:

• ДВС работает в постоянном режиме, что снижает его износ, уменьшает количество вредных выбросов и потребление топлива, особенно в городских условиях.
• Обеспечивает увеличенную дальность пробега за счет подзарядки аккумуляторов от генератора при работе ДВС.
• Позволяет заряжать АКБ подобного типа в ночное время или во время стоянки от обычной электрической сети.

По сути дела, устройство таких гибридных автомобилей подразумевает использование в своем составе передвижной электростанции, работающей от ДВС и обеспечивающей энергией электромотор. Стоит отметить, что марки гибридных автомобилей подобного типа достаточно распространены, их список включает в себя:

Последовательно-параллельные гибридные ТС

Такие гибридные автомобили предусматривают одновременную совместную работу моторов – ДВС и электрического.

Устройство силового агрегата подобных гибридных автомобилей можно понять из рисунка ниже:

Автомобили этого типа называются полные гибридные (Full Hybrid), и они также достаточно популярны среди производителей. Лидером в данном классе считается Тойота. При таком подходе ДВС имеет возможность заряжать АКБ через генератор и передавать крутящий момент на колеса автомобиля.

Надо отметить, что подобное устройство силового агрегата гибридных автомобилей подразумевает широкие возможности по использованию каждого из входящих в его состав двигателей.

Могут быть реализованы такие режимы:

1. Электромобиля, когда ДВС выключен и гибридный автомобиль перемещается при помощи электромотора.
2. Движения с постоянной скоростью, в этом случае от ДВС крутящий момент передается на генератор и на колеса. Генератор запитывает электродвигатель, момент с выхода которого, суммируется с моментом ДВС, а также от генератора происходит при необходимости зарядка АКБ.
3. Форсированный, когда электродвигатель, питаясь от АКБ, добавляет свою мощность к ДВС.
4. Экономичный, когда генератор, питаясь от аккумулятора, снижает частоту вращения ДВС и тем самым обеспечивает топливную экономичность.
5. Торможения, когда электродвигатель работает в качестве генератора.
6. Зарядки АКБ, используемой при работе подобных гибридных автомобилей.

Оценить перспективы развития данного вида ТС достаточно сложно. Понятно, что ДВС и автомашины на их основе будут и дальше совершенствоваться, как и чистые электромобили. Кстати, первый авто, как уже отмечалось, был именно электрический. А сейчас, с появлением новых источников энергии современные электромобили ни в чем не уступают обычным.

Возвращаясь к гибридам, стоит отметить, что для автомобилей такого типа присущи многие преимущества:

• экономичность. Они обеспечивают снижение потребления горючего при работе, особенно в режиме старт-стоп;
• динамика разгона гибридных автомобилей лучше, чем у обычных равного класса;
• отсутствие КПП в составе подобных автомобилей;
• сокращение количества вредных выбросов при работе ДВС;
• возможность использовать подобные авто только в режиме электромобиля, избежав потребления топлива (при пробеге в городе до ста километров и ночной зарядке АКБ).

Однако несмотря на все свои достоинства, гибриды не получили в настоящее время такого же масштабного применения, как обычные авто с ДВС. Первый такой автомобиль, который выпустила компания Хонда, не принес особых лавров, а полученный опыт позволил выпустить модель второго поколения Хонда Insight, ставшей довольно популярной на рынках Европы и США.

Многие прекрасные качества гибридов перечеркиваются их недостатками, первый из которых – цена.

Гибриды значительно дороже, чем обычные авто. И тут уже не имеет значения, Хонда, Тойота или Форд производители такой автомашины, одним отмеченным недостатком они проигрывают авто с ДВС. Цену можно считать одним из самых главных ограничителей расширения продаж, например, на гибридные автомобили в России.

На сегодняшний день достаточно хорошо известны многие модели гибридных автомашин от самых разных производителей – Тойота, Форд, Хонда выпускают их достаточно широко. И хотя в их конструкции производители реализуют различные технические подходы и решения, подобные авто можно считать самостоятельным классом транспортных средств, достаточно широко распространившихся по всему миру.

Стоит ли покупать гибридный автомобиль в России – Картина дня – Коммерсантъ

В чем отличие гибридного автомобиля от обычного, стоит ли его покупать, плюсы и минусы таких машин — в материале «Ъ».

Фото: Francois Lenoir / Reuters

Фото: Francois Lenoir / Reuters

Гибрид — это автомобиль, в котором кроме двигателя внутреннего сгорания используется еще и электродвигатель. Впервые такую машину разработал Фердинанд Порше в 1900–1901 годах. Армейские машины фирмы Porshe времен Первой мировой уже были оснащены гибридной силовой установкой. Как правило, гибриды динамичнее и экономичнее аналогичных по габаритам бензиновых или дизельных автомобилей. Однако они больше стоят и дороже в эксплуатации.

В городской черте, где движение часто бывает замедлено заторами и требует меньших скоростей, можно использовать только электродвигатель, что позволяет экономить на топливе. Двигателем внутреннего сгорания в таких машинах стоит пользоваться, когда требуется вся мощность автомобиля. В современных реалиях гибридные силовые установки используются не только в персональных автомобилях, но и в грузовиках, автобусах и спортивных гоночных машинах.

В чем отличие гибридного автомобиля от обычного

В гибридах двигателю внутреннего сгорания ездить помогает электродвигатель. Кроме того, существуют схемы, в которых колеса вращает электромотор, а двигатель внутреннего сгорания питает его как генератор. Такие машины называют автомобилями с гибридной силовой установкой.

Виды гибридных автомобилей

Последовательные — в такой машине электромотор вращает колеса, а двигатель внутреннего сгорания используется как генератор для подзарядки батарей. С колесами он никак не связан.

Параллельные — в данной схеме электромотор не участвует во вращении колес. Он соединен с трансмиссией и помогает двигателю внутреннего сгорания дополнительной мощностью в наиболее тяжелых ситуациях.

Последовательно-параллельные — в таких машинах электромотор и двигатель внутреннего сгорания могут работать как вместе, так и по отдельности. Автомобиль может двигаться на чистом электричестве, но большие расстояния преодолевает на бензине.

Подзаряжаемые — в этой схеме все работает как и в последовательно-параллельных гибридах, однако есть возможность заряжать батарею от розетки или зарядной станции.

Плюсы и минусы гибридных автомобилей

Плюсы

Основное преимущество гибридного автомобиля — это экономия топлива. Обычно такие машины потребляют примерно на 25% меньше горючего.

Второй плюс гибрида — это более низкий уровень токсичности. Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, то вредных выбросов в окружающую среду не происходит.

Благодаря перераспределению мощности гибридный автомобиль быстрее разгоняется и может набирать более высокую скорость.

Еще одним достоинством таких машин является то, что когда автомобиль стоит на месте, внутри отсутствует какой-либо шум.

Каждое из четырех колес гибридного автомобиля может иметь свой электродвигатель и поворотный механизм. Это позволяет улучшить проходимость транспортного средства на бездорожье.

Минусы

Один из главных минусов гибридов — дорогое обслуживание и ремонт. Причина заключается в более сложной конструкции самих автомобилей.

Второй недостаток гибридов — это высокая стоимость. Как правило, гибриды стоят дороже аналогичных по размерам машинам с бензиновым или дизельным двигателем без электромотора.

Третий минус — это малое количество специалистов в России, умеющих работать с такими транспортными средствами.

Еще одним недостатком является необходимость замены аккумулятора даже при идеальных условиях эксплуатации.

Телеведущий программы «Минтранс» на РенТВ Вячеслав Субботин:

«Топливо дорогое, и гибриды в ходу по всему миру. В США много этих машин такси — это очень выгодно. На сегодняшний день такие автомобили — оптимальный вариант с точки зрения эксплуатационных затрат. Конечно, нужны расходы на обслуживание и на частую замену литий-ионных батарей, но они несоизмеримы с экономией на топливе».

Стоит ли покупать гибридный автомобиль в России

В первую очередь гибриды выгодны для людей, которые много ездят. Если человек пользуется машиной редко, то обычный автомобиль будет предпочтительнее. Причина в том, что гибриды не любят долгих простоев, так как батарея разряжается.

При покупке подержанного гибридного автомобиля в первую очередь необходимо проверить остаточную емкость аккумулятора в специализированном сервисном центре.

Телеведущий программы «Минтранс» на РенТВ Вячеслав Субботин:

«Покупать нужно, их сейчас раскупают с удовольствием от Дальнего Востока до Урала, чуть меньше в европейской части, но с оговорками. В основном подходят гибриды с огромной батареей, мощным электромотором, когда расход топлива получается 4–4,5 л на 100 км при обычной городской эксплуатации».

Василий Кузнецов; группа «Прямая речь»

Гибридный привод

Гибридный привод — технология создания силовой установки автомобиля, основанная на «синергетическом эффекте» то есть на основе совместного использования двух силовых установок, работающих на разных типах энергии.

Двигатель

Предпосылки к появлению гибридных приводов

Ресурсы планеты Земля  не бесконечны, и для дальнейшего существования человечества требуются большой запас энергонесущего сырья, в том числе, нефти, наиболее важного из всех видов.   Запасы ее постоянно уменьшаются, что приводит к росту цен  на нефтепродукты и топливо для автомобилей в частности.

Помимо этого двигатели внутреннего сгорания, применяемые на транспорте, в  процессе своей работы выделяют большое количество вредных веществ, загрязняющих атмосферу. В основном это окиси углерода и азота.  Все эти факторы привели к тому, что сегодня любые разработки по использованию альтернативных двигателей или гибридных установок необыкновенно актуальны.

Исходя из этого  сегодня, практически каждая компания выпускающая автомобили имеет в своей линейке модель с гибридной силовой установкой. К разработке экологически  чистых силовых установок  к тому же  обязывают и постоянно ужесточающиеся нормы ЕВРО, ECE, SULEV, TLEV и др. Сюда же стоит отнести и снижение расхода топлива,  что дает значительную экономию в стоимости эксплуатации гибридного транспорта.

Что такое гибридный привод

Под понятием «гибридный двигатель» подразумевается использование двух и более различных силовых установок. В основном это сочетание двигателя внутреннего сгорания и электромотора, позволяющее максимально использовать их преимущества, при этом компенсируя имеющиеся недостатки.

Так, главное достоинство двигателя внутреннего сгорания и его использование в большинстве транспортных средств заключено в запасе движения по топливу. Запас хода достигается благодаря большой концентрации энергии в применяемом топливе, в основном углеводородам. Обратной стороной медали является достаточно высокий уровень шума и большой выброс различных вредных веществ, а также способность эксплуатации только в одном интервале скоростей, что заставляет дополнительно применять такие устройства как сцепление и трансмиссию.

Помимо этого КПД  двигателя внутреннего сгорания сравнительно низок и составляет порядка 20-30% и значительно повышает вредные выбросы при отклонении от равномерного движения.

Тогда как электродвигатель имеет существенно выше КПД (порядка 80%), не подвержен вредным выбросам, практически не производит шума и с момента своего запуска способен создавать крутящий момент.

Однако у электрического двигателя, на сегодняшний момент, есть ряд ограничений по его применению, а именно ограниченное количество существующих аккумуляторов, касательно их веса, размеров и стоимости, пригодных к практическому применению для наземного транспорта.

Особенности гибридного привода

Гибридный привод призван решать вопросы, связанные с уменьшением или устранением недостатков  при применении одного вида двигателя/мотора, и позволяющий использовать их преимущества при их комбинированном применении.

Так, например,  в одной из первых таких установок, названной «последовательно гибридной» комбинацией, двигатель служит только лишь как привод генератора, для зарядки питающий батарей электрического мотора. В этом случае тяговое усилие создает только электромотор.

Подобное решение гибридного привода в значительной степени снижает расход топлива, так как двигатель внутреннего сгорания расходует среднюю мощность, что дает ему возможность работать в равномерном оптимальном режиме. В такой «параллельно гибридной» конфигурации и электромотор и двигатель внутреннего сгорания имеют связь с ведущими колесами с помощью соответствующих механизмов трансмиссии.

В современных автомобилях с гибридным приводом применяют более одного электромотора, вплоть до установки электромоторов на каждое колесо автомобиля. Это становится возможным благодаря последним разработкам инженеров добившихся значительного увеличения пробега автомобиля без подзарядки. К тому же большинство автомобилей имеют возможность подзарядки батарей от обычной бытовой сети.

Помимо последовательного гибридного привода применяется и параллельный привод позволяющий суммировать мощности всех двигателей, значительно повышая при этом общую мощность силовой установки гибридного автомобиля. Повышение мощности  в свою очередь дает возможность увеличить динамику автомобиля и облегчает его разгон.

Для внедрения в гибридный привод электромотора были разработаны три типа различных электродвигателей, отличающихся как по функциональным возможностям, так и по своей структуре.

Типы электродвигателей, применяемых для создания гибридного привода: синхронный двигатель, синхронный двигатель, двигатель постоянного тока.

Лучшим среди этих электродвигателей признан на сегодня 3-фазный синхронный двигатель на постоянных магнитах.

Управление гибридным приводом

Разработанные системы гибридного привода нуждаются в специальных схемах управления, для обеспечения оптимальной и безаварийной работы всех его  элементов. Выполнение этой задачи возложено на микропроцессорные схемы с отдельно заданными алгоритмами действия.

За слаженностью работы привода следит множество датчиков, передающих свою информацию на центральный орган управления. Так как в подобном приводе приходится решать одновременно несколько задач и принимать множество мгновенных решений, то такая задача подвластна лишь бортовому компьютеру. Например, компьютер принимает одновременно такие сигналы с датчиков привода: информацию о состоянии двигателя внутреннего сгорания и электромотора; оторможении или ускорении движения; о температуре в различных точках привода; о степени зарядки аккумуляторов или конденсаторов мгновенного действия.

Управляющий компьютер в системе гибридного привода управляет главными контурами электромотора и прежде всего преобразователем частоты  (или частотно-регулируемый электропривод). Другими словами путем изменения частоты и величины напряжения производится регулирование скорости вращения электромотора.  При таком регулируемом преобразовании КПД  составляет порядка 98%, благодаря потреблению лишь активной составляющей тока нагрузки.

что это, принцип работы, плюсы и минусы

В последние годы мир охвачен электромобильным ажиотажем, который вызван во многом небезызвестной компанией Tesla. Автомобили на электрической тяге это, конечно, прогрессивно, экологично, выгодно, только вот слишком радикально. Гибридные автомобили выглядят более взвешенным и оптимальным вариантом.

Что такое гибридный автомобиль

Нетрудно догадаться, что гибридный автомобиль это результат «скрещивания» двух видов авто — с двигателем внутреннего сгорания и с электромотором. Если продолжить аналогию с биологической эволюцией, то гибридный автомобиль это переходная форма от традиционных машин к машинам будущего. Компромиссное решение для тех людей, кого уже не устраивают двигатели, работающие по принципам позапрошлого века, но при этом ещё не готовы полностью перейти на электричество.

Автопроизводители пробуют различные комбинации двигателей внутреннего сгорания и электроприводов в поисках самого оптимального варианта гибридного автомобиля. В одних вариантах машина приводится в движение только электромотором, в других — только двигателем внутреннего сгорания. Есть и по-настоящему гибридные варианты, где ДВС и электромоторы могут трудиться попеременно или даже одновременно. Конечно, идеального решения на все случаи жизни не существует.

Принцип работы гибридного автомобиля

Все гибридные машины, которые выпускаются в настоящее время, можно условно разделить на 3 категории, в зависимости от того, как двигатели соединены с колёсами:

• Последовательная схема — мотор одного типа питает или запускает мотор другого типа, который и приводит автомобиль в движение.
  
• Параллельная схема — самый простой и дешёвый тип «гибридов», где электромотор и ДВС работают независимо друг от друга.
  
• Последовательно-параллельная схема — каждый тип двигателя может работать в одиночку или в паре с другим типом.
  

Последовательные «гибриды» часто считаются ненастоящими гибридными автомобилями, что обосновывается принципом их работы. Так, электромотор в них может всего лишь запускать обычный ДВС и поддерживать его, заменяя собой стартер и генератор. Или наоборот — традиционный бензиновый мотор запускает электродвигатель и питает его батарею, а машина движется исключительно на электрической тяге. Впрочем, даже такая схема имеет свои объективные достоинства.

Устройство гибридного автомобиля

Параллельные и последовательно-параллельные гибридные машины дают большую свободу выбора и больше преимуществ. Первые чаще всего они следуют такому сценарию: в городском режиме и до определённой скорости (например, 60 км/ч) работает исключительно электродвигатель, а ДВС подключается на более высоких скоростях. Вторые используют традиционные и электрические моторы одновременно, при этом динамически распределяют нагрузку на них, в зависимости от дорожной ситуации.

Нужно иметь в виду, что двигатели внутреннего сгорания, которые используются на «гибридах», значительно переработаны по сравнению с обычными автомобилями. Даже на последовательных схемах, где электромотор только запускает ДВС, производители ощутимо меняют настройки электронных блоков управления двигателем. Это делается в угоду основным преимуществам гибридных машин — экологичности и экономичности.

Более подробный разбор принципов работы гибридных установок, есть у нас в статье «Особенности гибридных автомобилей: отличия PHEV, REX и «Приусов» (+видео)»

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Сначала стоит обратить внимание на сильные стороны электропривода как такового:

• очень высокий КПД, доходящий до 90%;
  
• мгновенно запускается и останавливается;
  
• не требует переключения передач;
  
• одинаково работает в обоих направлениях;
  
• очень динамичен — быстро разгоняет авто;
  
• полное отсутствие шума и грязного выхлопа.
  

Конечно, в гибридных машинах эти достоинства раскрываются не полностью. Автомобили с последовательной схемой, где электромотор только запускает и поддерживает ДВС, почти полностью лишены всех этих плюсов. Такие «гибриды» могут похвастать лишь быстрым и лёгким запуском, небольшой экономией топлива и чуть улучшенной динамикой. Зато и специфических минусов нет — это, фактически, усовершенствованный вариант традиционного авто.

Намного экономичнее и динамичнее вариант, где ДВС только питает батарею электродвигателя. Для этого не нужна большая мощность, так что можно обойтись двумя или тремя цилиндрами очень небольшого объёма. Такая последовательная схема отлично раскрывает потенциал электропривода. Есть и минусы — такие машины не бесшумны и всё-таки загрязняют природу отработанными газами, хоть и в небольшой степени.

Параллельные и последовательно-параллельные типы «гибридов» очень разнообразно сочетают плюсы и минусы ДВС и электромоторов, в зависимости от конкретных моделей машин и используемых технологий. Например, некоторые автопроизводители делают упор на использование машины в городских условиях. Здесь преимущества езды на электроприводе очевидны:

• нулевой расход бензина или дизельного топлива;
  
• полное отсутствие загрязняющих выбросов;
  
• двигатель не порождает шумы и вибрации;
  
• не нужно часто переключать режимы КПП;
  
• машина может очень быстро разогнаться.
  

Недостатки гибридных автомобилей почти идентичны таковым у традиционных машин и электромобилей, только выражены не так отчётливо. Прежде всего, это сложность и дороговизна «гибридов», причём они дороги не только в покупке, но и в обслуживании. Электробатареи очень чувствительны к ударам и высоким температурам, что может привести к взрыву и сильному пожару. Бесшумность хода на электротяге опасна для пешеходов, они просто не слышат приближающийся автомобиль.

До сих пор не решены трудности использования электродвигателей в холодном климате с морозными зимами и в условиях бездорожья. Здесь главные плюсы гибридных машин — высокая экономичность и экологичность — чаще всего полностью сходят на нет. Впрочем, даже в холодные зимы «гибриды» вполне неплохо чувствуют себя в городских условиях, которые можно назвать естественной средой их обитания.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Ключевые теги: гибридный двигатель, устройство автомобиля, двигатель

Плюсы и минусы гибридных автомобилей

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем гибридного автомобиля или планируете его покупку, важно знать преимущества и недостатки этого варианта «зеленого» автомобиля. Читайте дальше, чтобы получить внутреннюю информацию.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридные транспортные средства (ГЭМ) обычно оснащаются двумя различными силовыми установками: электродвигателем, питаемым от аккумуляторной батареи, и двигателем внутреннего сгорания (ДВС), обычно работающим на бензине. В то время как аккумуляторная батарея высокого напряжения обеспечивает энергией электродвигатель (двигатели), который приводит в движение транспортное средство на более низких скоростях, двигатель внутреннего сгорания обеспечивает крутящий момент на более высоких скоростях. Между электрическими, гибридными и стандартными газовыми автомобилями существует много различий, но главным отличием является сочетание электродвигателя (двигателей) и ДВС.

Подключаемые гибриды (PHEV) и HEV немного различаются. В HEV обычно используется комбинация ДВС и высоковольтной системы электропривода, которая помогает обеспечить движение или вспомогательное движение. Рекуперативное торможение помогает перезарядить аккумулятор.

PHEV — это гибридный электромобиль, аккумулятор которого также можно заряжать, подключив зарядный кабель к внешнему источнику электроэнергии. Стратегия движения в PHEV использует большую батарею для движения автомобиля в полностью электрическом режиме до тех пор, пока не будет израсходована большая часть заряда батареи. Когда это происходит, стратегия движения меняется и начинает работать как HEV, используя оставшийся заряд батареи, ДВС или и то, и другое.

Гибридные автомобили становятся все более распространенными по мере того, как снижаются производственные цены и они становятся более доступными для среднего водителя. Вот некоторые плюсы и минусы гибридных автомобилей, которые следует учитывать при принятии решения о том, подходит ли вам этот тип автомобиля.

Недостатки гибридных электромобилей

1. Стоимость ремонта высоковольтной системы может быть выше.

Хотя гибридные автомобили могут требовать менее регулярного обслуживания, они могут стать немного дорогими, когда они нуждаются в ремонте, особенно если проблема связана с высоковольтной системой вашего автомобиля. Замена разряженной или поврежденной высоковольтной батареи может стоить тысячи долларов в зависимости от типа батареи и конкретной марки и модели вашего автомобиля 9.0003

В дополнение к стандартным технологиям, установленным на автомобилях с ДВС, гибридные автомобили битком набиты сложными компонентами — от больших аккумуляторных батарей высокого напряжения и инверторов до электродвигателей и усовершенствованных систем охлаждения. Мало того, что эти сложные механизмы могут сделать ремонт гибридов более дорогим, но не у всех механиков есть оборудование и знания, чтобы правильно их починить.

К счастью, технические специалисты Firestone Complete Auto Care имеют инструменты и подготовку, необходимые для выполнения всего, от общего обслуживания гибридных автомобилей до ремонта высоковольтных систем. Позвоните, чтобы узнать, предлагает ли местная автосервисная служба Firestone Complete Auto Care ремонт этих высоковольтных систем уже сегодня!

2. У них может быть более высокая первоначальная стоимость.

При переходе на гибридный автомобиль вам, возможно, придется заплатить более высокую сумму авансом. Хотя цена продажи этого типа автомобилей снижается, они часто остаются дороже, чем стандартные альтернативы с ДВС. К счастью, вы можете компенсировать эти первоначальные расходы за счет налоговых льгот и федеральных льгот, снижения эксплуатационных расходов и экономии топлива.

3. Они могут иметь меньшую мощность по сравнению со стандартными автомобилями с ДВС.

Гибридные автомобили производятся с учетом более низких выбросов CO2 и улучшенной топливной экономичности, но редко рассчитаны на скорость и ускорение, подобные гоночным автомобилям. Многие из улучшений производительности обычных автомобилей, которые влияют на максимальную мощность, часто приносятся в жертву.

Например, поскольку гибридные транспортные средства имеют два метода движения, обычно регулируются пространство и размер. Эффект — гибридные автомобили часто имеют более медленное ускорение на максимальной скорости, чем их обычные современники.

Преимущества гибридного автомобиля

1. Гибридные автомобили могут быть более экологичными.

По сравнению со стандартными автомобилями, работающими на газе, гибридные версии одной и той же модели автомобиля предлагают множество «зеленых» преимуществ. Вы можете быть уверены, что благодаря переходу вы уменьшите свой углеродный след — от снижения выбросов до увеличения расхода топлива. Взвешивая экологические плюсы и минусы гибридных автомобилей, вот несколько их преимуществ.

• Повышенная топливная экономичность: поскольку гибридные автомобили не полагаются исключительно на свой бензиновый двигатель, для приведения в движение гибридного автомобиля может потребоваться меньше топлива. Эффект — улучшенная топливная экономичность.
• Снижение выбросов CO2: стандартные автомобили выбрасывают выхлопные газы, которые могут нанести ущерб окружающей среде. Гибриды имеют лучшую топливную эффективность и экономят больше энергии, таким образом выбрасывая меньше углерода.
• Меньше зависимости от ископаемого топлива: Поскольку гибридные автомобили могут использовать аккумуляторную батарею высокого напряжения и электродвигатели для приведения в движение, они не зависят от ископаемого топлива так сильно, как стандартные автомобили, работающие на бензине.
• Регенеративное торможение: когда вы нажимаете на тормоз во время вождения большинства гибридных автомобилей, вырабатывается энергия, которая используется для подзарядки высоковольтной батареи. Это действие может привести к меньшему расходу топлива.

2. Может потребоваться меньше обслуживания.

Поскольку в гибридных автомобилях для приведения в движение автомобиля используется комбинация высоковольтной аккумуляторной батареи, электродвигателя и ДВС, двигатель вашего автомобиля может меньше изнашиваться. Компенсируя типичный износ двигателя, который может возникнуть на стандартном автомобиле, может потребоваться меньше ремонтов, и в целом у вас может быть меньше текущих затрат на техническое обслуживание.

Примечание. Стоимость обслуживания может различаться в зависимости от марки и модели вашего гибрида.

3. Они могут иметь более высокую стоимость при перепродаже.

По мере роста цен на бензин и роста популярности гибридных автомобилей все больше людей выбирают экономичные автомобили. По сути, гибриды начали расти в цене при перепродаже. Если вы решите обменять или продать свой гибридный автомобиль, возможно, вы получите более высокую отдачу от своих первоначальных инвестиций по сравнению со стандартным аналогом вашего автомобиля.

4. «Беспокойство по поводу диапазона» может не быть проблемой.

Беспокойство по поводу запаса хода или боязнь, что у вас не хватит заряда, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, является общей проблемой среди владельцев электромобилей, использующих только аккумуляторы. В настоящее время в США строятся зарядные станции, но их все еще может быть немного, в зависимости от того, где вы живете.

Беспокойство по поводу запаса хода не является общей проблемой для водителей гибридных автомобилей или PHEV. Когда высоковольтная батарея разряжается в гибридном автомобиле, автомобиль будет больше полагаться на ДВС. Этот автоматический переключатель может быть гораздо более удобным, поскольку заправочные станции более доступны.

Получите услуги по уходу за гибридными автомобилями в Firestone 

Несмотря на распространенное мнение, вам не нужно идти в дилерский центр, чтобы получить необходимые услуги по уходу за вашим гибридным автомобилем. Наши техники из Firestone Complete Auto Care готовы к работе! От общего обслуживания до ремонта высоковольтной системы (в некоторых магазинах) мы обеспечим вас. Посетите ближайший к вам офис сегодня, и мы вернем вашу поездку, как новую.

Гибридные, электрические и газовые транспортные средства

Не так давно основное различие между автомобильными двигателями заключалось в том, какое топливо вы заправляете — бензин или дизель. Но сегодня забота об окружающей среде и желание уменьшить зависимость от ископаемого топлива означают, что все больше и больше электрических и гибридных автомобилей попадают к вашим местным дилерам.

В следующий раз, когда вы будете искать новый автомобиль на рынке, найдите время, чтобы узнать разницу между обычными газовыми двигателями, электромобилями и гибридными автомобилями. Ознакомьтесь с этим удобным руководством, чтобы узнать о плюсах и минусах каждого типа транспортного средства, прежде чем отправиться за покупками.

Большинство автомобилей, грузовиков и внедорожников, которые вы видите сегодня на дорогах, используют обычный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или дизельном топливе. Этот тип двигателя, впервые разработанный в 1860 году, имеет множество движущихся частей, которые соединяются вместе, чтобы двигать автомобиль по дороге. Бензиновый двигатель по-прежнему широко используется, потому что он по-прежнему обеспечивает мощность и производительность, которые нужны многим водителям.

Блок двигателя с такими деталями, как головки цилиндров, клапаны, поршни и свечи зажигания, представляет собой четырехтактный процесс, приводящий в движение ваш автомобиль.

Такт 1 — Впуск : Поршень втягивается в цилиндр, и впускной клапан открывается для подачи воздушно-топливной смеси.

Такт 2 – Сжатие : Впускной клапан закрывается, и поршень движется обратно вверх для сжатия топливно-воздушной смеси.

Такт 3 — Сгорание (мощность): Когда поршень находится в верхней части, свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Сгорание толкает поршень обратно вниз.

Такт 4 – Выхлоп : Выпускной клапан открывается, и поршень возвращается вверх, выталкивая выхлоп из цилиндра.

Этот цикл повторяется в каждом цилиндре сотни раз в минуту, обеспечивая питание вашего автомобиля.

Более низкая закупочная цена

Средний запас хода 300-400 миль (на полном баке бензина)

Больше мощности для разгона и буксировки/перевозки

Простота заправки – множество заправок 03 9003

Выбросы способствуют загрязнению

Работает на газе, невозобновляемом ресурсе

Беспокойство по поводу доступности газа в будущем, а также воздействия двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду привело производителей транспортных средств к гонке за то, чтобы быть первыми в разработать электромобиль, который пользуется широким спросом у водителей. Электромобили полагаются на батареи для питания двигателя и движения автомобиля по дороге.

Хотя с первого взгляда обычно невозможно отличить транспортное средство, работающее на газе, от электромобиля, стоит заглянуть под капот, и не возникнет вопроса, какой тип транспортного средства вы видите. Там, где вы обычно видите блок двигателя и все связанные с ним части газового двигателя, в электромобиле вы найдете меньше движущихся частей. Основные компоненты электромобиля:

Аккумуляторы – Источник питания автомобиля; находится под автомобилем или в багажнике.

Контроллер – Получает питание от батарей, скрывает питание и передает ток на двигатель.

Электродвигатель — получает энергию от контроллера для питания двигателя и движения автомобиля.

В электромобилях используются различные технологии для максимизации мощности, в том числе:

Автоматический запуск и остановка — Автоматическое выключение двигателя при остановке автомобиля и его повторный запуск при нажатии на педаль акселератора снижает расход энергии на холостом ходу. .

Рекуперативное торможение — Возвращая энергию, потерянную при движении накатом или торможении, рекуперативное торможение использует движение колес вперед, чтобы помочь остановить автомобиль.

Нет выхлопной трубы — нет загрязнения

Меньше деталей для замены

Меньше планового обслуживания — без замены масла

Стоимость при перепродаже может быть выше

Удобство — можно заряжать дома но улучшается с каждым модельным годом

Время зарядки — полная зарядка может занять от 4 до 8 часов

Поиск зарядных станций — их не так много, как заправочных станций

Покупать дороже

Дорогие батареи — замена аккумуляторной батареи может стоить 1000–4000 долларов США 

Меньше транспортное средство = уменьшенная вместимость

Сочетая преимущества газовых и электрических двигателей, гибридные автомобили используют обычный двигатель внутреннего сгорания, но также используют электродвигатель и аккумулятор для увеличения мощности автомобиля. Использование обоих типов двигателей означает, что гибридные автомобили обеспечивают лучший расход бензина и меньше выбросов, чем традиционные автомобили с газовым двигателем.

Гибриды используют не только автоматический запуск и остановку, а также рекуперативное торможение, которое электромобили используют для максимальной экономии топлива, но и вспомогательную электроэнергию. Электродвигатель гибрида вырабатывает мощность, чтобы помочь двигателю, когда ему требуется ускорение при ускорении, подъеме на холм или обгоне другого транспортного средства. С этой помощью производители могут использовать газовый двигатель меньшего размера, который более эффективен.

На рынке представлено несколько различных типов гибридных автомобилей. Обычные гибриды, такие как Toyota Prius, в полной мере используют описанные выше технологии. Есть некоторые «мягкие» гибриды, в которых электродвигатель никогда полностью не берет на себя управление, что ограничивает их топливную экономичность. Микрогибриды не используют все функции обычного гибрида, а это означает, что вы не сможете добиться такой же экономии топлива, как с полноценным гибридом. Есть даже некоторые подключаемые гибриды, такие как Chevrolet Volt, которые имеют большие батареи, которые можно подключить.0003

Увеличенная экономия топлива

Меньше поездок на заправку экономит деньги

Меньше расхода газа — меньше выбросов

Стоимость при перепродаже может быть выше

Более высокая закупочная цена

Узнайте больше о качественных автозапчастях, найдите запчасть для своего автомобиля или найдите местную автомастерскую уже сегодня.

Содержимое, содержащееся в этой статье, предназначено только для развлекательных и информационных целей и не должно использоваться вместо обращения за профессиональной консультацией к сертифицированному технику или механику. Мы рекомендуем вам проконсультироваться с сертифицированным техником или механиком, если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, связанные с любой из тем, затронутых в этом документе. Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные тем, что вы полагаетесь на какой-либо контент.

Что такое гибрид, самозаряжающийся гибрид и подключаемый гибрид?

Почему вы можете доверять Pocket-lint

(Pocket-lint) — термин «самозаряжающийся гибрид» ворвался в обиход за последние несколько лет, и множество людей комментируют тем, у кого подключаемые гибриды, что им следует вместо этого есть модель с «самозарядкой».

Но что на самом деле означают все эти разговоры о гибридах? Давайте объясним, что представляют собой все эти гибридные автомобили.

Что такое гибридный автомобиль?

В чистом виде гибрид — это автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и аккумулятором. Он использует комбинацию обоих источников энергии, чтобы вы могли управлять автомобилем, и существует широкий спектр различных типов и конфигураций гибрида.

Все гибриды управляют потоком энергии автоматически, и многие из них позволяют вам при желании управлять автомобилем исключительно на электричестве (от аккумулятора). Это означает, что автомобиль работает без выхлопных газов и тихо, без шума работающего двигателя.

Вообще говоря, целью гибридных автомобилей является сокращение выбросов выхлопных газов и сокращение потребления традиционного топлива, что позволяет снизить расходы на автомобили и уменьшить загрязнение воздуха в некоторых ситуациях. В некоторых регионах действуют также сниженные ставки, когда речь идет об экологических сборах или налогах.

Pocket-lint

Что такое самозаряжающийся гибрид?

Самозаряжающийся гибрид — это маркетинговый термин, который Lexus и Toyota действительно собираются использовать. Он широко используется в рекламе и используется для того, чтобы отличать подключаемые гибриды от тех, у которых нет возможности их подключить. 

На самом деле самозаряжающийся гибрид — это обычный гибрид. В приведенной ниже рекламе Lexus, кажется, хвастается преимуществом «отсутствия розеток», но на самом деле все гибриды в определенной степени самозаряжаются (как и электромобили).

Гибридные автомобили используют регенерацию для подзарядки аккумулятора: вместо торможения за счет трения и превращения этой кинетической энергии (движения вперед) в тепло через тормоза, он использует ее для запуска генератора для подзарядки бортового аккумулятора. Они также могут использовать двигатель для прямой подзарядки аккумулятора.

Таким образом, самозаряжающиеся гибриды лучше подходят для движения с частыми остановками: если вы едете только с постоянной скоростью по автомагистрали, возможности рекуперации энергии снижаются. И вы когда-либо сможете проехать только милю или две на одной батарее, прежде чем двигатель запустится и зарядит батарею. В конечном счете, помните, что вы не можете получить энергию из ниоткуда, поэтому, если вы не подключите ее, вы будете использовать двигатель внутреннего сгорания для этой мощности.

Классический пример обычного или самозаряжающегося гибрида — Toyota Prius. По сути, это автомобиль, который начал революцию в гибридных силовых агрегатах, и многие модели Toyota и Lexus предлагают эту технологию.

Итак, самозаряжающийся гибрид — это гибрид, который нельзя подключить. Вот несколько примеров:

• Toyota Prius
• Lexus LC500h

Pocket-lint

Что такое подключаемый гибрид?

Подключаемые гибриды (или PHEV — подключаемый гибридный электромобиль) имеют то преимущество, что вы можете заряжать аккумулятор, подключив его к сети. Это означает, что вы не зависите только от восстановления энергии за счет регенерации для зарядки аккумулятора или от использования двигателя в качестве генератора для его зарядки.

Это означает, что вы можете уехать из дома, зная, что батарея полностью заряжена. Поскольку аккумуляторы подключаемых гибридов больше, чем аккумуляторы самозаряжающихся гибридов (как правило, вы можете проехать около 30 миль только на аккумуляторе), вы можете совершать городские или местные поездки в режиме аккумулятора, переключаясь на двигатель только тогда, когда вы находитесь на больших дорогах, где запас хода может быть проблемой.

Регенерация при торможении по-прежнему работает на подключаемом гибриде, как и на «самозаряжающемся» гибриде, так что, по сути, вы ничего не теряете. Подключаемые гибриды широко доступны, но обычно они дороже, чем тот же автомобиль, что и обычный гибрид, из-за приспособлений, необходимых для зарядки, и большей батареи.

Hyundai Ioniq и Toyota Prius доступны в виде обычного гибрида или подключаемого гибрида, и разница в цене между ними составляет около 5000 фунтов стерлингов, но обе эти подключаемые модели также имеют аккумуляторы большей емкости, предлагая большую мощность и многое другое. дальность полета только на электричестве. Недостатком подключаемого гибрида является то, что запас хода на электротяге минимален, и опять же, если вы не ездите с частыми остановками, батарея быстро разряжается и остается (буквально) мертвым грузом, поэтому экономия на автомагистрали невозможна. хороший.

Вот несколько примеров:

• Audi Q5 TFSIe
• Mini Countryman Cooper S E

Pocket-lint

Что такое мягкий гибрид?

Мягкий гибрид, возможно, не должен быть в этом списке. Но, в соответствии с нашим начальным определением того, что такое гибридный автомобиль, мы включаем его сюда.

Мягкий гибрид — это автомобиль, который помимо двигателя внутреннего сгорания имеет аккумуляторную батарею, работающую от вторичной электрической системы. Эту систему можно использовать для разгрузки двигателя, тем самым снижая расход топлива.

У Audi, например, есть система MHEV (мягкий гибридный электромобиль), которая позволяет автомобилю двигаться по инерции с выключенным двигателем до 40 секунд, а также раскручивать двигатель до нужной скорости для улучшения управляемости. динамику вождения автомобиля и улучшить опыт остановки-старта. Сообщается, что экономия топлива составляет около 0,7 литра на 100 км.

В то время как самозарядные и подключаемые гибриды, вероятно, будут чем-то, что вы пойдете и намеренно купите, потому что хотите уменьшить выбросы выхлопных газов, MHEV имеет меньшее преимущество. Вот несколько примеров:

• Audi A7
• Kia Sportage 48V

Какой гибрид лучше?

В конечном счете, если целью является снижение экологических издержек, связанных с ездой на автомобиле, предпочтительнее подключаемый гибрид. Это позволит вам использовать автомобиль для коротких поездок полностью от аккумулятора — школьные поездки, еженедельные покупки, возможно, ваши поездки на работу — так что вы можете заряжать дома и сокращать выбросы и расходы на топливо.

Когда речь идет о снижении затрат на топливо в любых условиях, гибриды не так хороши при длительных поездках по автомагистралям, потому что аккумулятор действительно не предлагает большой помощи, и, как правило, обычный дизель дешевле в эксплуатации (по стоимости топлива), чем гибрид. Здесь схема MHEV может быть более эффективной, поскольку это в основном дизель с некоторыми дополнительными показателями эффективности.

Лучшие электромобили 2022 года: лучшие электромобили, доступные на дорогах Великобритании Крис Холл · 17 июня 2022

См. наш список лучших электромобилей, доступных для покупки. Лучшие автомобили с батарейным питанием, подходящие для дорог Великобритании.

В конечном счете, если вы хотите сократить как выбросы, так и расходы на топливо при поездках на большие расстояния, вам может подойти чисто электрический двигатель. Теперь, когда пробег в 300 миль становится все более распространенным явлением, а перезарядка стоит значительно меньше, чем бак дизельного топлива, а выбросы выхлопных газов отсутствуют, только те, кто хочет увеличить пробег без остановки для зарядки, могут бороться с электромобилем.

Автор Крис Холл.

Toyota Hybrid Часто задаваемые вопросы Дарем, Северная Каролина

Инвентаризация гибридных автомобилей

Hybrid Synergy Drive® — это интеллектуальная технология, сообщающая автомобилю, когда следует переключаться между обычным газом и электричеством, а когда сочетать и то, и другое для максимальной эффективности, что гарантирует высокий уровень ходовых качеств при минимальном расходе топлива и загрязнении выхлопными газами. газы. Когда газовый двигатель работает, он заряжает аккумулятор, а когда автомобиль тормозит, энергия, которую большинство автомобилей тратит впустую в виде тепла, теряемого во время торможения, преобразуется в электричество, которое автомобиль может использовать позже.

Гибридные батареи рассчитаны на весь срок службы автомобиля. Поддерживаемые 8-летней гарантией на 100 000 миль, гибридные такси проехали более 250 000 миль на оригинальной батарее. Дело в том, что 99% гибридных автомобилей, которые мы продали с 2001 года, никогда не заменяли свои оригинальные аккумуляторы.

Таксомоторные парки в крупных городах США и Канады уже более десяти лет используют гибриды, преодолевая миллионы миль, некоторые из которых имеют более 1 000 000 миль на одометре. Это означает, что вы можете рассчитывать на то, что ваш гибрид Toyota прослужит долго, пока вы будете ездить по Роли, Дарему, Кэри, Апексу и за пределами Северной Каролины!

NiMH хорошо подходит для гибридных приложений, которые не предполагают циклов глубокой зарядки без дополнительных затрат на Li Ion. Химия NiMH подходит для гибридного применения.

В то время как гибриды выигрывают от отключения двигателя и большего количества электромобилей в городе, гибридные двигатели Toyota имеют конструкцию с циклом Аткинсона, которая более эффективна даже на шоссе, чем сопоставимые автомобили с обычным газовым двигателем. Конструкция цикла Аткинсона (по сравнению с циклом Отто в обычных двигателях) более эффективна, но ему не хватает крутящего момента на низких оборотах, что в сочетании с электродвигателями гибридного синергетического привода обеспечивает мгновенный крутящий момент на низких оборотах.

Highlander Hybrid — это внедорожник, который может буксировать с тяговым усилием 3500 фунтов, а Camry Hybrid имеет мощность 200 л.с. в пакете среднего размера. Гибриды будут участвовать в гонках в Ле-Мане и дважды участвовали в ралли Newfoundland Targa Rally.

В гибриде двигатели некоторое время выключены, тормоза рекуперативные, что продлевает срок службы колодок и роторов, нет трансмиссионной жидкости под нагрузкой, нет стартеров, генераторов или ремней, подлежащих замене. Фактически, большая часть графика технического обслуживания гибридного автомобиля почти идентична графику технического обслуживания автомобиля с обычным двигателем.

Компоненты, связанные с гибридным двигателем, включая высоковольтную аккумуляторную батарею, модуль управления аккумуляторной батареей, модуль управления гибридным двигателем и инвертор с преобразователем, имеют гарантию 8 лет/100 000 миль. Базовое покрытие составляет 36 месяцев или 36 000 миль (все компоненты, кроме предметов нормального износа и технического обслуживания). Покрытие трансмиссии составляет 60 месяцев/60 000 миль, включая двигатель, трансмиссию/коробку передач, систему переднего и заднего привода. Покрытие Rust-Through действует в течение 60 месяцев/неограниченное количество миль (коррозионная перфорация листового металла).

Коробка передач e-CVT имеет меньше компонентов, чем традиционная автоматическая коробка передач, и в качестве дополнительных деталей есть только аккумулятор и инвертор. Аккумуляторы надежные и около 2500 долларов.

Гибриды существуют уже более 10 лет, по всему миру продано более 3,3 миллиона автомобилей. Эта тенденция будет расти, поскольку другие производители разрабатывают гибриды.

Гибридные аккумуляторы можно разобрать и переработать. У Toyota есть программа утилизации аккумуляторов, в рамках которой перерабатывается более 90% использованных аккумуляторов

Гибриды так же безопасны в управлении, как и бензиновые автомобили с аналогичным оснащением. Гибриды не вызывают большего беспокойства у пассажиров или спасателей в случае столкновения, чем негибридные автомобили. Аккумуляторы герметизированы в защитном металлическом корпусе и изолированы от кузова автомобиля. Toyota размещает аккумуляторные батареи рядом с задней осью, что обеспечивает надежную защиту в случае столкновения. Гибридные автомобили должны соответствовать тем же государственным стандартам безопасности, что и все другие легковые автомобили. Кроме того, кабели гибридов покрыты ярко-оранжевой оболочкой в ​​качестве предупреждения для аварийных служб.

Хотя почти у каждого производителя есть гибрид, наши гибриды на самом деле обеспечивают превосходную топливную экономичность благодаря нашей запатентованной технологии (которую некоторые другие производители даже лицензируют). Полногибридные автомобили Toyota оснащены системой полного вождения только для электромобилей, системой запуска и остановки двигателя, высокоэффективными двигателями, работающими по циклу Аткинсона, рекуперативным торможением и вспомогательным электродвигателем.

Одним из важных показателей загрязнения от автомобилей является количество образующихся смога выбросов. Гибриды Toyota выбрасывают их на 80% меньше, чем средний новый автомобиль.

Lexus Hybrid Drive: как это работает

С момента появления Lexus в 2006 году владельцы автомобилей Lexus наслаждаются первоклассным уровнем комфорта и изысканности в сочетании с низкими эксплуатационными расходами и отличной экономией топлива благодаря технологии Lexus Hybrid Drive . Но как эта весьма выгодная гибридная технология работает на практике?

Чтобы помочь вам лучше понять технологию гибридного автомобиля Lexus, в этом посте четко объясняется, что такое Lexus Hybrid Drive, как он работает и как он приносит пользу окружающей среде и вашему кошельку.

Что такое гибридный автомобиль?

Транспортные средства с двумя или более источниками энергии обычно описываются как «гибридные». В большинстве современных гибридных автомобилей используются два источника энергии: традиционный двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. Однако способ, которым два источника объединяются для питания автомобиля, обычно соответствует одному из трех различных вариантов гибридных схем.

Lexus Hybrid Drive известен как полная гибридная система , что означает, что его два источника энергии — электродвигатель с батарейным питанием и бензиновый двигатель внутреннего сгорания — полностью отделены друг от друга. Любой из них может питать автомобиль сам по себе, или мощность обоих блоков может быть объединена.

Lexus Hybrid Drive является производным от новаторской технологии Hybrid Synergy Drive материнской компании Toyota, которая является самой популярной в мире гибридной системой, продано более десяти миллионов единиц с момента ее запуска в Японии в августе 1997.

Вторая гибридная вариация описана как параллельная . В этой конфигурации основная мощность исходит от обычного двигателя внутреннего сгорания, но ему непосредственно помогает электродвигатель, установленный между блоком двигателя и коробкой передач. По характеру своей конфигурации электродвигатель должен втискиваться в небольшое пространство в моторном отсеке между двигателем и коробкой передач, что ограничивает мощность, которую он может обеспечить, и запас хода автомобиля при работе в полностью электрическом или электромобиле. режим. По этой причине параллельные гибриды обычно предлагают меньшую функциональность, чем полногибридные автомобили.

Наконец, третий тип гибрида — это тип серии . Хотя этот тип гибрида по-прежнему имеет два источника энергии, транспортное средство приводится в движение только электродвигателем. Двигатель внутреннего сгорания не связан напрямую с трансмиссией, поэтому он служит только генератором для обеспечения электроэнергией электродвигателя. Особой проблемой для серийных гибридов является поддержание эффективности после разрядки аккумулятора. По этой причине автомобили с гибридными установками серийного типа встречаются редко.

Как работает Lexus Hybrid Drive?

Во всех автомобилях Lexus Hybrid Drive используется шесть основных компонентов: бензиновый двигатель, электродвигатель, электрогенератор, аккумулятор, блок управления мощностью и устройство разделения мощности. Устройство разделения мощности использует специальный планетарный редуктор для распределения мощности между двигателем, мотором и генератором.

Благодаря такому умному сочетанию технологий Lexus Hybrid Drive можно охарактеризовать как интеллектуальную технологию экономии топлива, которая плавно и автоматически переключается между электродвигателем и бензиновым двигателем. Отслеживая условия вождения, он интеллектуально управляет потоком энергии от обоих источников, а также может определить, когда их объединить для максимальной эффективности и производительности на дороге.

«Интеллект» системы Lexus Hybrid Drive позволяет двум источникам энергии работать с прекрасной синергией. Когда бензиновый двигатель работает, он приводит в действие генератор для зарядки аккумулятора. А когда позволяют условия, например, в городских условиях с низкой скоростью, генератор выключает бензиновый двигатель и позволяет электродвигателю вступить во владение. Это означает, что автомобиль может работать с нулевым уровнем выбросов.

Усовершенствованная система управления двигателем также распознает, когда автомобиль останавливается, и выключает двигатель для экономии энергии и сокращения выбросов, а при необходимости автоматически снова запускает его.

Благодаря такому расположению нет необходимости заряжать аккумуляторы Lexus Hybrid любыми другими способами, например, подключив его к сети. Достаточный заряд всегда подается и удерживается внутри этой батареи через бензиновый двигатель.

Как заряжаются гибридные аккумуляторы?

Гибридный аккумулятор можно заряжать двумя способами. Помимо использования энергии двигателя для зарядки, Lexus Hybrid Drive также заряжает аккумулятор посредством рекуперативного торможения — системы, которая восстанавливает энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую во время торможения.

Каждый раз, когда нажимается педаль тормоза или водитель отпускает педаль акселератора, чтобы снизить скорость, электродвигатель включает задний ход, фактически становясь электрическим тормозом и тем самым вырабатывая электричество. Затем это перенаправляется в аккумулятор для повторного использования.

Другими словами, энергия торможения, которая обычно теряется в виде тепла и шума или просто тратится впустую, улавливается и позже используется для питания электродвигателя. При непрерывном движении с частыми остановками значительное количество энергии восстанавливается и сохраняется таким образом, что повышает общую эффективность гибрида Lexus и максимально увеличивает время, в течение которого он может оставаться в полностью электрическом режиме с нулевым уровнем выбросов в городах и поселках.

Срок службы гибридных аккумуляторов Lexus: как долго они работают?

Аккумулятор рассчитан на весь срок службы автомобиля. В любом случае гарантия на батарею составляет пять лет. Аккумуляторы намного больше, чем обычные автомобильные аккумуляторы, поскольку они должны генерировать и обеспечивать достаточное напряжение для питания автомобиля на низких скоростях без какой-либо поддержки со стороны бензинового двигателя. Их производство оказывает небольшое дополнительное воздействие на окружающую среду, но это с лихвой компенсируется экологическими преимуществами вождения гибридного автомобиля.

Также существуют процедуры, позволяющие перерабатывать каждую батарею через дилерские центры Lexus.

Отличается ли двигатель гибридного автомобиля Lexus от двигателя обычного автомобиля?

В некотором роде да. В отличие от обычных четырехтактных двигателей, двигатель внутреннего сгорания, используемый в автомобилях с гибридным приводом Lexus, использует несколько иной цикл, который выделяет меньше тепла. Этот цикл Аткинсона также повторно вводит охлажденные выхлопные газы в камеры сгорания, чтобы внести дополнительный вклад в снижение температуры двигателя.

Обычный четырехтактный двигатель иногда должен впрыскивать больше топлива, чем необходимо, чтобы охладить камеру сгорания и предотвратить перегрев каталитических нейтрализаторов. Это полезный способ сохранения компонентов, но при этом расходуется больше топлива. Однако решение Lexus Hybrid Drive более экономично и доказало свою феноменальную надежность.

Должен ли я ездить по-другому, чтобы максимально использовать гибридную технологию?

Нет. Гибридный привод Lexus полностью автоматизирован и предназначен для оптимизации использования драгоценного ископаемого топлива каждым водителем. Вам остается только наслаждаться предстоящей дорогой!

Гибридная система в Lexus LC 500h такая же, как и в других моделях Lexus?

Нет. Модель Lexus LC 500h оснащена новой многоступенчатой ​​гибридной системой, обеспечивающей самый резкий и совершенный привод по сравнению с полным гибридом, с гораздо более сильным и прямым ускорением.

Новая многоступенчатая гибридная система была разработана с явно противоположными целями. Они хотели создать гибрид с более спортивным и увлекательным вождением, с более близким соответствием между частотой вращения двигателя и входом дроссельной заслонки, и в то же время с достижением наилучшего баланса мощности и расхода топлива.

Он оснащен всеми элементами традиционной полногибридной трансмиссии, включая 3,5-литровый бензиновый двигатель V6, мощный электродвигатель и литий-ионный аккумулятор, а также четырехступенчатую автоматическую коробку передач, установленную сзади гибридной трансмиссии. .

Электродвигатель обеспечивает лучшее ощущение ускорения, чем обычный двигатель, а введение физических передач позволяет более точно согласовать обороты двигателя с использованием акселератора водителем. Результатом является гораздо более прямая связь между входами педали акселератора и ускорением автомобиля, при этом скорость до 62 миль в час значительно укладывается в диапазон менее пяти секунд.

Многоступенчатая гибридная система привода — это первая полностью гибридная система Lexus с режимом трансмиссии «M», позволяющим водителю переключать передачи напрямую и с высокой точностью и наслаждаться самым спортивным и увлекательным вождением гибридного автомобиля Lexus.

Новый, легкий и компактный электродвигатель и литий-ионный аккумулятор компенсируют вес добавленной автоматической коробки передач, поэтому новая система весит столько же, сколько нынешняя полногибридная система Lexus, что является выдающимся инженерным достижением.

Share Story

Что такое гибридный автомобиль и как работает гибридный автомобиль?

Все мы уже видели или слышали о гибридных автомобилях. Мы знаем, что они должны быть лучше для окружающей среды и экономить много денег на газе, но наука, стоящая за этим, не так хорошо известна. Так что же такое гибридный автомобиль? Если вас интересуют конкретные концепции и механизмы, лежащие в основе этого новшества, это простое руководство сможет ответить на многие ваши вопросы.

Источники питания для гибридных автомобилей

Гибрид по определению представляет собой нечто среднее между двумя вещами. В биологии мул — это гибрид осла и лошади. Лигр — это гибрид льва и тигрицы. В музыке блюз-рок представляет собой гибрид блюза и рока. В автомобилях гибрид представляет собой смесь бензинового и электрического транспортных средств.

К счастью, нет необходимости разбираться в генетике, теории музыки или даже в технике, чтобы глубже погрузиться в эти инновационные транспортные средства. На самом простом уровне гибридное транспортное средство — это не более чем автомобиль с электродвигателем и традиционным двигателем. Традиционный двигатель может работать на бензине или дизельном топливе, а электродвигатель работает от аккумулятора.

Бензиновый двигатель предназначен для обеспечения большей мощности и ускорения, а электродвигатель — для повышения эффективности использования топлива. Аккумулятор, питающий электродвигатель, можно заряжать разными способами. В некоторых случаях вам придется подключить гибрид к зарядному кабелю, чтобы зарядить аккумулятор. В других случаях, таких как Chevy Malibu 2019 года, гибридные компоненты восстанавливали свой заряд, используя кинетическую энергию газового двигателя и тормозов.

Зарядка гибридного автомобиля

Гибридные автомобили — это умные автомобили, оснащенные технологиями, которые максимально повышают их эффективность. Вам не нужно щелкать выключателем или изучать сложные элементы управления, чтобы поддерживать работу системы. Автомобиль просто пытается использовать как можно больше электроэнергии, чтобы сэкономить бензин во время поездки. Например, электрический двигатель с большей вероятностью сработает, когда вы достигнете своей крейсерской скорости на шоссе.

Как только в аккумуляторе разрядится электричество, автомобиль снова станет бензиновым. Хотя удобство бензина или дизельного топлива удобно для дорожных поездок, это также означает, что вы просто получаете больше миль на галлон от своего топлива, не отказываясь от него полностью. Томас Эдисон отмечал, что неудовлетворенность предыдущими достижениями необходима для дальнейшего прогресса. У инженеров Chevrolet, должно быть, много общего с Эдисоном, потому что они отказались довольствоваться только гибридными автомобилями.

Chevy все еще выпускает гибридные автомобили?

Хотя некоторые подержанные гибридные модели Chevy Volt и Malibu все еще доступны, эти автомобили сняты с производства. Chevrolet больше не выделяет ресурсы на гибридные автомобили, хотя топливная экономичность остается приоритетной задачей даже для их традиционных двигателей. Новаторы в области исследований и разработок в этой легендарной американской компании сосредоточили свои усилия на создании автомобиля, который может делать больше с помощью одной только электроэнергии.

Как развивается гибрид

Биологические гибриды, такие как мулы и лигры, традиционно имели проблемы с размножением и развитием. К счастью, у гибридных автомобилей не было такой проблемы. Благодаря технологическим достижениям мы наблюдаем новую эру автомобилей, которые могут полностью отказаться от бензина и дизельного топлива. Гибридные автомобили предлагали крошечные электрические запасы хода в дополнение к слабым двигателям внутреннего сгорания. Люди перестают нуждаться в двигателях внутреннего сгорания благодаря превосходным батареям и электродвигателям.

Представляем Chevy Bolt EV

Если вы еще не знакомы с Bolt EV, сейчас самое лучшее время. По оценкам EPA, Bolt 2020 года имеет запас хода на электротяге 259 миль. Это означает 259 миль от одной полной зарядки, и вы можете получить еще 100 миль на зарядку, если остановитесь для зарядки всего на 30 минут на станции быстрой зарядки постоянного тока. Благодаря быстрой зарядке и увеличенному запасу хода даже дорожные поездки начинают казаться жизнеспособными, не касаясь ни одной капли топлива.

Вы можете даже несколько дней работать без подзарядки на ночь. Это означает меньше времени, нарушающего вашу повседневную жизнь, и 100%-ное обязательство избегать сжигания топлива. У этой машины вообще нет бензобака. Вы не смогли бы залить в него дизель или газ, даже если бы попытались.

Несмотря на то, что это означает немного более длительные остановки на зарядных станциях, это также обеспечивает более высокий уровень приверженности зеленому будущему. По пути ваш автомобиль будет использовать интеллектуальные технологии, такие как мобильное приложение myChevrolet с Energy Assist, чтобы вознаграждать ваши усилия с большим удобством. Вы сможете увидеть ближайшие зарядные станции во время поездки, и всегда есть новые места для подключения.

Тест-драйв электромобиля

Bolt EV готов для вас. Это следующий логический шаг к экономичным автомобилям, и Chevy делает будущее максимально доступным.

Найдите ближайший к вам дилерский центр Valley Chevy сегодня, и мы ответим на все ваши вопросы о том, как работают электромобили. Что еще более важно, мы ответим на все ваши вопросы о том, как вы можете присоединиться к движению к более возобновляемому миру.

ОпубликованоОпубликовано 2 ноября 2020 г. 3 ноября 2020 г. Автор Joe Pelosi

Последние 10 лет Джо тесно связан с автомобильной промышленностью.