Тип двигателя гибрид что. История создания и принцип работы. Гибридный двигатель. Устройство

Всё больше, в последнее время, человек задумывается об экологии. Не исключением становится и автоиндустрия. С каждым годом повышаются экологические стандарты, а с этим модернизируются и усовершенствуются двигатели транспортных средств. Гибридный двигатель – одно из решений улучшения экологичности использования автомобиля.

Что такое гибридный двигатель

Что же такое гибридный двигатель и его устройство? Само слово «гибрид» переводится с латыни, как «помесь». По факту – это помесь классического варианта силового агрегата и электромотора. Так, привод ведущих колёс ведётся путём вращения при помощи обычного двигателя внутреннего сгорания или электромотором.

Каждый из силовых агрегатов выполняет в движение определённую функцию. Так, когда транспортное средство стоит в городских пробках, то движение осуществляется при помощи электромотора, а вот на трассе в работу вступает бензиновая силовая установка.

Плюсы «гибрида»

Пожалуй, самым большим плюсом в использовании гибридного силового агрегата является его экономичность. Как правило, такой мотор потребляет на 25-30% меньше горючего, от стандартных бензиновых двигателей.

Вторым позитивным моментом является – высокая экологическая норма. Поскольку уменьшается расход топлива, то в экосистему идёт меньше выбросов отработанных выхлопных газов.

Третьим плюсом становится то, что батареи для электромотора заряжаются от бензинового двигателя и если они сядут, то всегда можно переключиться на бензин. Сюда же можно отнести одинаковые технические характеристики. По мощностным характеристикам «гибрид» ничем не уступает обычному мотору.

Лучше всего «гибридный» двигатель чувствует себя в городском цикле использования, где есть частые остановки. В таком случае, в основном, работает сам электромотор. Во многих странах на «гибридных» автомобилях ездит городская полиция.

Минусы использования «гибрида»

Первым минусом, который стоит отметить, является дорогой ремонт гибридных моторов. Производители «гибрида» объясняют это тем, что силовой агрегат является конструктивно сложным, что в обслуживании, так и в восстановлении.

Аккумуляторные батареи гибридного движка, достаточно чувствительные к перепадам и снижению температуры, из-за чего при падении ниже -15 градусов Цельсия, они быстро разряжаются, и эксплуатация проводится в основном на бензине.

Высокая стоимость самого транспортного средства с гибридным мотором. Не каждый автолюбитель способен позволить себе машину, которая стоит 20 000 $. Несмотря на это, ряд стран ввели льготные налоги на растаможивание, регистрацию и использование гибридных движков, чтобы стимулировать покупателей к покупке данных автомобилей. На территории стран СНГ это пока не сделалось.

Современные показатели

Toyota лидирует по количеству гибридов и активно выпускает эти автомобили с 1997 года, причём в модификациях как обычных автомобилей серии Prius, кроссоверов серии Lexus RX400h, так и автомобилей люкс-класса — Lexus LS 600h.

По итогам 2006 года во всём мире было продано более полумиллиона только модели Prius. Технологию гибридного привода Toyota HSD лицензировали Ford(Escape Hybrid), Nissan (Altima Hybrid).

Массовое производство гибридных автомобилей сдерживается дефицитом никель-металлогидридных аккумуляторов.

В 2006 году в Японии было продано 90410 гибридных автомобилей, что на 47,6 % больше, чем в 2005 году.

В 2007 году продажи гибридных автомобилей в США выросли на 38 % в сравнении с 2006 годом. Гибридные автомобили в США занимают 2,15 % рынка новых легковых автомобилей. Всего за 2007 год в США было продано около 350000 гибридных автомобилей (без учёта продаж корпорации GM).

Всего с 1999 года до конца 2007 года в США было продано 1 002 000 гибридных автомобилей.

Вывод

Как показывает современная тенденция, всё больше автомобилистов начинает предпочитать гибридные силовые агрегаты. Они более экономичные, бесшумные и экологичные. Недостатком использования является дорогой ремонт, и чувствительность батарей к перепаду температуры.

Увеличение числа автотранспорта в мире и ряд экологических проблем, с которыми столкнулось человечество последние пару десятилетий, привело к серьезным изменениям в сфере автомобильной промышленности.

Продиктованы они, в первую очередь, существенно ужесточившимися экологическими нормами и возросшей ценой топлива, в связи с чем автопроизводители вынуждены искать способы снизить количество токсических выбросов и общий расход топлива в автомобилях.

При этом, несмотря на появление электромобилей, разработок транспортных средств с топливными элементами, единственным действенным способом на сегодня оказалось создание машин с гибридными двигателями – наиболее простой путь «вписаться» в эконормы и предложить потребителю удобный в использовании продукт.

О том, что представляет собой рынок машин «гибридов» сегодня, мы и постараемся рассказать в данном материале, ведь сегодня многие потенциальные покупатели не представляют, что значит гибридный автомобиль и какие преимущества предлагает.

Гибридные автомобили – что это такое?

Принцип транспортного средства, построенного на гибридной схеме, весьма прост. В его основу положен принцип обычного бензогенератора, когда силовой агрегат транспортного средства вращает генератор и осуществляет зарядку тяговой батареи.

Видео — как устроен гибридный автомобиль:

В свою очередь, энергия батареи позволяет автомобилю какое-то время двигаться исключительно на электрической тяге с «нулевым» количеством токсичных выбросов. После того, как энергия в батареях иссякнет, в работу снова включается бензиновый мотор, который позволяет продолжать движение и при этом восполняет заряд в аккумуляторных батареях.

Надо сказать, что наряду с этой схемой существует и другая, носящая название plug-in hybrid. В ней аккумулятор заряжается не только от мотора, но и от обычной бытовой электросети, а его емкости достаточно для поездок на небольшие расстояния (как правило, около 30-40 километров). По факту это значит, что доехать до работы и обратно вы можете, совершенно не используя бензиновый двигатель (и, соответственно, не тратя топлива).

Преимущества машин с гибридным двигателем

Наверняка многие зададутся вопросом, а для чего вообще «городить огород» с аккумуляторами, электромоторами, батареями и двигателем внутреннего сгорания? Что дает гибридная схема силовой установки?

Перед тем, как ответить на этот вопрос, стоит вспомнить, когда «традиционный» автомобиль расходует наибольшее количество топлива. Известно, что максимальный расход (и, соответственно, токсичность выбросов) приходится на этап разгона до крейсерской скорости, а также в городском режиме движения при частых разгонах-торможениях.

Видео — как можно улучшить гибридный автомобиль:

Таким образом, электропривод в машинах с гибридной силовой установкой вступает в действие именно в этих режимах. При полностью заряженной батарее «гибрид» начинает движение на электротяге, а при достижении определенного скоростного порога (в зависимости от модели он составляет от 20 до 40 километров в час) в действие вступает двигатель внутреннего сгорания.

При этом наиболее широкий ряд «гибридов» от Тойота представлен непосредственно в Японии и США. На внутрияпонском рынке машины продаются под маркой Тойота, а в Америке по традиции наиболее популярен Лексус (в России, надо сказать, наибольшая часть гибридных авто также продается под этой торговой маркой).

Наиболее насыщенным с точки зрения количества гибридных авто от Тойота по праву стоит считать рынок Японии. На него компания выводит все новейшие модели, на которых «обкатывает» технологии, которые должны пойти в серию на «глобальных» моделях.

В частности, флагманские модели типа Toyota Avalon и другие уже сегодня предлагают ряд технических новаций, связанных с увеличением надежности «гибридов», а также большим запасом хода от одного заряда батареи.

Почему мы коснулись этого вопроса на нашем портале? И почему мы хотим просветить Вас в вопросах работы гибридных двигателей? Всё предельно просто и понятно. Дело в том, что многие сферы нашей жизнедеятельности буквально пронизаны взаимодействием всевозможных технологий, которые в своём симбиозе порождают гораздо более эффективные методы, гаджеты и механизмы. И конечно же не посмели отставить в сторону и двигатели для наших четырёхколёсных любимцев. И вот именно о таких агрегатах, их положительных и отрицательных сторонах, о том как они работают мы и поговорим в данной теме. А пока совершим небольшой экскурс в историю. Поехали!

Немного истории

Автомобили с гибридными «сердцами» – изобретение далеко не новое, как может показаться на первый взгляд. Первооткрывателем и воплотителем идеи гибридного двигателя стал иезуитский священнослужитель по имени Фердинанд Вербист.
В 1665 году он начал работать над планами создания простых четырёхколёсных повозок, работающих на паровой и конной тяге. Но а первые серийные модели с гибридными двигателями увидели свет уже на рубеже 19-го и 20-го веков. На протяжении десяти лет, начиная с 1887 года французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques
выпустила серию и автомобилей с гибридными моторами. А в 1900 году компания General Electric создала гибридное авто с четырёхцилиндровым бензиновым двигателем. Компания Walker Vehicle Company of Chicago до 1940 года выпускала гибридные грузовые автомобили.

Конечно, на то время производство подобных автомобилей ограничивалось небольшими партиями и созданием разного рода прототипов. Однако в наше время острая нехватка нефтяных ресурсов и постоянно прогрессирующий экономический кризис побудили автомобильных конструкторов и разработчиков вернуться к истокам и возобновить выпуск автомобилей с гибридными двигателями.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

Ну а теперь самое время разобраться с тем, что за агрегат гибридный двигатель и почему так рьяно стали производит автомобили с такими сердцами? Гибридный двигатель представляет собой систему двух связанных между собой двигателей: бензинового и электрического.
Два двигателя могут работать как в связке, так и по отдельности, всё зависит от того, какой режим работы использован в данный момент. Процессом перераспределения «полномочий» управляет мощный компьютер, который в тот или иной момент решает какой из двигателей должен сейчас работать. Для передвижения в загородном режиме всю работу берёт на себя топливный двигатель, ибо аккумулятора на трассе хватает ненадолго. Для передвижения по городу включается электродвигатель.

Если же автомобиль подвергается большим нагрузкам или ему приходится часто и довольно интенсивно разгоняться, то оба двигателя работают уже вместе. Интересен тот факт, что пока автомобиль движется на топливном моторе, электрический в это время заряжается. Автомобиль с гибридным двигателем выбрасывает в атмосферу на 90% меньше веществ, чем привычные нам топливные моторы
, и это несмотря на то, что в его состав входит и бензиновый агрегат тоже. Так же потребление бензина в городе можно свести к нулю, что, конечно же, не сказать о загородных поездках.

Давайте рассмотрим как автомобиль с гибридным двигателем трогается с места. В самом начале движения и на малых скоростях работают лишь аккумулятор и электрический двигатель. Энергия, что запасена в батарее питает энергетический центр, который далее распределяет её по электромоторам, которые уже и стартуют автомобиль с места бесшумно и очень плавно. После того, как набрана максимальная для электродвигателя скорость, подключается и бензиновый агрегат. Крутящий момент на ведущие колёса уже поступает от двух двигателей в одночасье. В процессе такой работы двигатель внутреннего сгорания отдаёт часть выработанной энергии на генератор, который далее и питает электродвигатели, разгружая АКБ, излишки же энергии передаются на аккумулятор, восполняя его, утраченный на начало движения, запас.

Если автомобиль движется в нормальном режиме, то автоматом используется ведущим лишь передний привод, в остальных же случаях распределение крутящего момента подаётся уже на две оси.
В режиме ускорения крутящий момент на колёса поступает в основном от двигателя внутреннего сгорания, а если необходимо нарастить динамику, то в ход идут уже и электромоторы, дополняющие ДВС. Но вот более интересным моментом всё же является торможение.
Электронный «мозг» автомобиля держит под контролем включение и выключение Когда стоит подключить гидравлику, а когда и рекуперативное торможение, но предпочтение всё же отдаётся второму. То есть, когда водитель гибридного автомобиля нажимает на педаль тормоза, электродвигатели переходят генераторный рабочий режим, создавая тем самым тормозной момент на колёсах, при котором также вырабатывается электроэнергия, которая и подпитывает аккумулятор через распределительный энергоцентр. В этом то и утаилась вся суть «изюминки» гибридного двигателя.

В привычной же нам классике энергия, выделяемая при торможении расходуется в пустую, просто теряясь в пространстве как тепло от тормозных дисков и других деталей. Использование тормозной энергии очень эффективно в условиях города, когда частое торможение на светофорах – обычное дело. Система VDIM, которая является управляющей автомобильной динамикой, управляет работой всех автомобильных систем активной безопасности, объединяя их в единый «организм».

Пожалуй, первым удачным экземпляром, оснащённым гибридным двигателем, выпущенным в массы стал известный уже ныне «Prius»
от компании Toyota.

Этот чудо автомобиль расходует всего чуть более трёх литров бензина на каждые сто километров в городском режиме. Также японская компания пошла далее, выпустив свой люксовый гибридный кроссовер Lexus RX400h. Но и стоимость данного авто в среднем в пределах 70 000 у.е. Заметим, что первое поколение Toyota Prius уступало автомобилям того же класса с двигателями внутреннего сгорания по скоростным и мощностным характеристикам, в отличие от Lexus RX400h, который изначально составлял хорошую конкуренцию в своём классе.

После Toyota лидирующие мировые автомобильные концерны тоже не оставили без внимания использование гибридных двигателей, так как в этом было увидено решение глобальной проблемы загрязнения природной среды и топливной экономии. И так последовало объявление о создании гибридной грузовой и транспортной техники от компании Volvo Group. По их расчётам выпуск данной продукции со временем сократит потребление топлива на целых 35%.

Но при всём величайшем желании и расчётах автомобильных концернов, автомобили с гибридными двигателями пока что не раскупают по всему миру как горячие пирожки. Популярность гибридных автомобилей набирает обороты лишь в Канаде и Штатах. Спрос на гибриды среди американского населения вырос из-за резкого подорожания топлива, которое нещадно палили раньше. Ведь американский автопром всегда славился своими «мускул-карами» с невероятно мощными моторами и огромным потреблением горючей жидкости. Европейские автолюбители к автомобилям с гибридными двигателями отнеслись в целом нейтрально. Там заправляет достаточно экологичный и более экономичный, заслуживший доверие ветеран, — дизель.

Большая часть автомобилей Европы заправляются дизелем, что нельзя сказать о США. Более того автомобили с дизельными двигателями гораздо дешевле гибридных, к тому же проще и надёжнее в своей конструкции.
Ведь всем известен такой постулат: «чем сложнее сконструирована система, тем менее её надёжность». Именно этот фактор и определяет количество гибридных автомобилей на территории нашей страны. Официально такие автомобили к нам не поставляют, а проблема СТО просто неминуема в случае поломки. Профильных СТО по ремонту гибридных двигателей попросту нет в нашей стране. А самостоятельно такой аппарат, думаем, вряд ли кто-то возьмётся чинить.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Итак, мы с Вами вкратце рассмотрели, что такое гибридный двигатель и почему его применение не настолько распространено в мире, как того бы хотелось. Теперь хотелось бы «копнуть» поглубже и рассмотреть схему его строения. А ведь их существует три. Предлагаем начать с простейшей схемы, которая вызывает у нас наименьший интерес – это последовательный гибридный двигатель.

Последовательная схема гибридного двигателя

В данной схеме запуск автомобиля происходит от электрического мотора. Двигатель внутреннего сгорания находится в связке с генератором, питающим батарею аккумулятора. Гибридные автомобили с последовательной схемой силового агрегата (Plug-inHybrid), зачастую, выпускаются с возможностью подключения к электрической сети по окончанию поездки.
Наличие данной функции подразумевает использование аккумуляторных батарей с большой энергоёмкостью, что существенно сокращает затраты топлива на использование двигателя внутреннего сгорания, что в свою очередь сокращает количество вредных выбросов в атмосферу. К таким автомобилям можно отнести Chevrolet Volt и Opel Ampera. Их так же называют электромобили с широким радиусом действия. Эти автомобили могут ехать лишь питаясь от аккумуляторной батареи со скоростью 60 км/ч и используя энергию генератора, приводящего в действие бензиновый двигатель целых 500 километров.

Параллельная схема гибридного автомобиля

При данной схеме параллельно подключенные двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель устанавливаются таким образом, что могут работать как отдельно друг от друга, так и вместе. Такой эффект достигается благодаря конструкции агрегата, в которой бензиновый двигатель, электромотор и трансмиссия соединены автоматически управляемыми муфтами. Автомобиль с такой схемой гибридного двигателя использует электромотор небольшой мощности, примерно в 20 кВт. Его основной задачей является добавление мощности ДВС во время ускорения автомобиля.

В большей части подобных конструкций электромотор устанавливается между двигателем внутреннего сгорания и
Он так же выполняет функции генератора и стартера. Известнейшими представителями среди автомобилей с последовательной схемой гибридного двигателя являются BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Данная схема появилась благодаря проявлению инициативы компании Honda с её системой Integrated Motor Assist — IMA. Работу данной системы можно подразделить на несколько характерных режимов:

— работа от электродвигателя;

Совместная работа электромотора и ДВС;

Работа от ДВС с параллельной зарядкой аккумуляторной батареи при помощи электромотора, который выполняет функцию генератора;

Подпитка аккумулятора в период рекуперативного торможения.

Последовательно-параллельная схема гибрида

В данной схеме электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания связываются при помощи планетарного редуктора. Это позволяет одновременно передавать мощность от каждого из моторов на ведущие колёса в соотношении от 0 до 100% от номинальной мощности. Последовательно-параллельная схема отличается от предыдущей тем, что на первой установлен генератор, который создаёт энергию для работы электромотора.

Известными представителями автомобилей с такой схемой гибридного двигателя являются Toyota Prius, Ford Escape Hybrid , Lexus RX 450h. В данном сегменте «гибридного» рынка лидирует компания Toyota со своей системой Hybrid Synergy Drive — HSD.
Силовой агрегат системы Hybrid Synergy Drive представлен следующим образом:

— ДВС связывается с планетарным редуктором;

Электродвигатель, который присоединён к коронной шестерне планетарного редуктора;

Солнечная шестерня планетарного редуктора соединенная с генератором.

Двигатель внутреннего сгорания работает в цикле Аткинсона, а значит на низких оборотах он вырабатывает малую мощь, результатом чего является лучшая топливная экономичность и меньшее количество выхлопных газов.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Положительные стороны гибридных двигателей

1.
Самым важным плюсом автомобилей с гибридными двигателями является их экономичность. Топливный расход у таких автомобилей на 25% меньше чем у классических машин с двигателем внутреннего сгорания. А в условиях нашей ситуации с постоянно повышающимися цена на бензин это очень важный фактор.

2.
Следующий не менее важный пункт Следующий по важности пункт среди положительных сторон гибридных двигателей – это экологичность. Гибридные автомобили наносят гораздо меньше урона нашей экологии чем классические.
Это достигается благодаря более рациональному топливному расходу. А при полной остановке автомобиля, ДВС прекращает работать, передавая бразды правления электрическому мотору. Следовательно во время остановок гибридного автомобиля атмосфера не загрязняется выбросами СО2.

3.
Батареи гибридных двигателей подзаряжаются от бензинового двигателя, чего нельзя сказать об электромобилях, что делает запас хода топливного двигателя гораздо большим. И ещё он может дольше обходиться без дозаправки.

4.
Современные гибридные автомобили ничуть не уступают аналогичному классу традиционных по всем основным характеристикам. Так что развеем этот миф, которому многие, скорее всего верят.

5.
В городских условиях с частыми остановками гибридные автомобили работают как электромобили.

6.
Стоя на месте автомобиль с гибридным двигателем полностью бесшумен, так как он работает только на электродвигателе.

7.
Заправка гибрида осуществляется бензином и таким же образом, как и традиционного автомобиля.

Минусы гибридных автомобилей

В мире нет ничего идеального, а значит и гибридные двигатели тоже имеют свои минусы.

1.
И основным минусом является дорогой ремонт. Так как конструкция таких двигателей очень сложна, то и найти специалиста, который займётся устранением проблем, очень сложно. Этим и объясняется большая стоимость обслуживания гибридов.

2.
Аккумуляторы, установленные на гибриды подвержены саморазрядке. Также они не переносят резких перепадов температур. А срок службы их сильно ограничен. Но до сих пор пока не выяснили то, какое влияние на окружающую среду оказывают аккумуляторы из-за чего утилизировать их является проблемной задачей.

Очевидно, конечно, что гибридные двигатели имеют больше плюсов чем минусов, но в нашей стране они не прижились пока что. Первая причина для этого – цена. Стоимость в Украине популярной Toyota Prius составляет от 850 000 гривен. А ведь он не только самый-самый в своей популярности, но и самый дешёвый. Также в России планировалось наладить выпуск гибрида под названием «Ё-мобиль», но проект был свёрнут. На сегодня самым мощным автомобилем с гибридным двигателем является BMW ActiveHybrid X6.

Борьба за экологию в наше время идёт полным ходом и очень рьяно, в связи с чем автолюбителей стимулируют к приобретению автомобилей с гибридными двигателями. Так в Америке владельцам таких автомобилей предоставляются определённые льготы и бесплатные места на парковках. В нашей стране также планируются вводиться похожие законы, в частности будут уменьшены пошлины на импорт автомобилей с гибридными двигателями. Бензиновые двигатели уже понемногу отходят на задний план, утрачивая свои позиции.
И гибридные двигатели – один из основных шагов, которые предпринимаются для этого. Но пока ценовая категория этих автомобилей остаётся на том же уровне, спрос на них будет малый.

О ценах на авто с гибридными двигателями

Как и всё новое, необычное и интересное, автомобили с гибридными двигателями отличаются от своих классических собратьев большей стоимостью. Сегодня гибридные автомобили гораздо превышают в стоимости автомобили с аналогичными характеристиками, но с бензиновыми двигателями.
Например, гибридная Toyota Camry превосходит по стоимости своего бензинового собрата почти на 7 000 долларов. Стоимость гибридной Honda Civic возросла на 4 000 долларов по сравнению со своей традиционной моделью. Lexus GS 450h – это прекрасный динамичный (от 0 до 100 всего за 5,9 секунд) автомобиль, который ещё и гораздо экономичнее аналогичных по мощности седанов с восьмицилиндровыми двигателями. Топливный расход этого автомобиля приблизительно 8 литров на 100 километров в смешанном цикле. Средняя розничная цена на этот автомобиль в Украине в среднем будет составлять около 80 000 долларов.

На тему внедрения гибридных автомобилей, конечно, можно рассуждать долго и занимать определённые позиции и отстаивать свои точки зрения, но ясно одно – будущее не за горами и скоро этот скачок будет совершён. Перемены в автомобилестроении грядут грандиозные! И надеемся это будет то, что нужно всем нам.

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают .

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

1. Высокая стоимость автомобиля.
2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Идея создания гибридного автомобиля с использованием электрического мотора появилась больше 100 лет назад. Гибридные автомобили выполняют несколько основных функций:

• Экономия дорогостоящего бензина за счет его замены использованием электродвигателя.
  
• Гибридные автомобили являются более экологическими по сравнению с классическими бензиновыми.
  
• Увеличение расстояния, преодолеваемого на гибридном двигателе за счет использования двух источников энергии.
  

Гибридные автомобили и их устройство

Существуют умеренные и полные гибридные автомобили. Конструкция умеренных гибридов использует бензиновый двигатель как основной, а электрический источник питания подключает как подстраховку в редких случаях. Полные же гибриды подразумевают возможность использования альтернативного источника питания в качестве основного двигателя.

Конструкции автомобилей с гибридным двигателем

Существует несколько видов конструкций гибридов, отличаемых по способу подключения двигателя:

• Автомобили с последовательной схемой подключения.
  В рамках схемы использован двигатель внутреннего сгорания малой мощности, подключенный к электрогенератору. Электромотор приводит машину в движение и является основным двигательным механизмом. Модели гибридных автомобилей с такой схемой — Chevrolet Volt, а также Opel Ampera. В таких автомобилях используют электрические батареи увеличенной емкости.
  

Последовательная схема подключения узлов

• Параллельная схема подключения.
  В рамках данной схемы могут работать вместе и по отдельности как бензиновый, так и электрический двигатели. В основном используется электромотор мощностью 20 Вт, которая возрастает при увеличении скорости автомобиля.
  

Параллельная схема подключения узлов

• Смешанная, последовательно-параллельная схема.
  Принцип построения такого двигателя схож с двигателем с параллельной схемой, но в смешанную схему добавлен генератор, от которого питается электромотор.
  

Последовательно-параллельная схема подключения узлов

Как работает гибридный двигатель?

Когда машина начинает движение, расходуется запас электромотора и аккумулятора. На высокой скорости к работе электрических источников энергии подключается бензиновый двигатель. В результате работы бензинового двигателя образуется некий излишек энергии, который подзаряжает генератор. От генератора питается электромотор, а он, в свою очередь, подзаряжает аккумулятор .

При торможении используется принцип рекуперативного торможения – электромотор в этом случае выполняет функцию генератора, подпитывая аккумулятор. Таким образом, энергия, полученная в результате торможения, используется на благо автомобиля.

Устройство гибридного автомобиля

Гибридный авто состоит из следующих основных узлов:

1. Бензиновый двигатель
   (двигатель внутреннего сгорания). Но в гибридных автомобилях, в отличие от классических, ДВС маломощный, так как используется в тандеме с электромотором.
   
2. Электрический двигатель.
   Альтернативный источник энергии для автомобиля. Часто в таких двигателях используется технология рекуперации – электромотор работает не только в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. Он также выполняет функции генератора, накапливая энергию во время торможения и спуска с возвышенностей.
   
3. Генератор
   предназначен для производства электроэнергии.
   
4. Аккумуляторные батареи
   хранят запас электроэнергии для электродвигателя.
   
5. Топливный бак
   используется для хранения бензина для ДВС.
   
6. Коробка передач
   позволяет управлять как ДВС, так и электродвигателем.
   

Устройство гибридного авто на примере Toyota Prius

Автомобиль гибрид предназначен, в первую очередь, для эффективного использования энергоресурса. Для достижения этого эффекта используется несколько приемов:

1. Используется энергия торможения за счет технологии рекуперации.
   
2. Бензин экономится за счет переключения механизма на работу электромотора.
   
3. При производстве машины гибрида используют легкие материалы, которые облегчают конструкцию, тем самым уменьшая потребление ресурсов.
   
4. Эффективно используются аэродинамические свойства материалов и конструкций.
   

Индустрия гибридных авто активно развивается, ведь пока мы не можем говорить о совершенстве данных конструкций и их доступности. Рассмотрим более подробно некоторые преимущества и недостатки конструкций гибридных автомобилей:

• Экономия при расходе топлива и энергоресурсов. Несомненный плюс гибридов – сокращение расходов, к тому же электромотор может самостоятельно производить энергию.
  
• Экология. Гибриды существенно меньше вредят окружающей среде, чем классические автомобили.
  
• Дальность пробега. Гибридные автомобили заправляют гораздо реже, чем обычные бензиновые.
  
• Аккумуляторные батареи гибридов гораздо легче и удобнее в использовании, чем батареи электрических автомобилей.
  
• Электродвигатель работает практически бесшумно.
  
• Гибридный автомобиль может обходиться без ДВС на городских улицах.
  

Но существуют и некоторые недостатки, связанные с гибридными машинами:

• Аккумуляторы электродвигателей должны постоянно эксплуатироваться, в противном случае срок из действия сокращается. Кроме того, они способны самостоятельно разряжаться, не переносят резких перепадов температур. Еще не развита инфраструктура предприятий, способных правильно утилизировать эти элементы.
  
• Сложная конструкция двигателя делает его ремонт сложным и дорогостоящим. Часто детали невозможно отремонтировать и приходится заказывать новые у производителей, что затягивает процесс ремонта.
  
• Гибридные двигатели работают в основном с бензиновыми автомобилями, хотя использование дизельного топлива экономически более выгодно.
  
• Стоимость автомобилей с гибридными двигателями гораздо выше средней на рынке. Такое дорогое приобретение не всем по карману.
  

Не смотря на некоторые недостатки, отрасль производства гибридных автомобилей динамично развивается и совершенствуется. С каждым новым сезоном производители представляют лучшие гибридные автомобили , обладающие более широким набором функций и более доступными для автолюбителей.

Гибридный двигатель — что это и как работает

На сегодняшний день большое количество агрегатов инженеры получают путем скрещения двух и более механизмов, как это, отчасти, реализовано в атмосферных моторах. Все дело в том, что такое слияние позволяет добиться более эффективной работы многих устройств. Сегодня мы поговорим о том, что такое гибридный двигатель, его устройстве, принципе работы и характеристиках.

Принцип работы гибридного мотора

Для начала постараемся рассказать, что представляет собой такой двигатель. Прежде всего, это смесь электрического мотора с бензиновым или дизельным. Такой автомобиль может применять разные тяговые агрегаты для улучшения экономичности и повышения эффективности мотора. Пока что, такой двигатель еще не достиг своей финальной точки развития, но, тем не менее, уже порадовал большое количество автовладельцев.

Данный мотор может работать как совместно с электрическим приводом, так и отдельно от него. В процессе работы в дело вступает специальный компьютер, который позволяет правильно распределить нагрузку и вывести наиболее экономичный режим работы. Например, для движения по трассе двигатель будет потреблять такое топливо, как бензин, а в городской среде, где нет поездок на дальние расстояния, в дело вступит электропривод. Кроме того, такие двигатели могут прекрасно дополнять друг друга в различных условиях. При передвижении на бензиновой составляющей, в дело вступает специальный генератор, который подзаряжает аккумуляторную батарею и позволяет вам двигаться в дальнейшем на электрическом моторе. Это даст вам возможность сэкономить средства на электроэнергию, необходимую для электродвигателя.

При разгоне автомобиля, водитель требует от мотора максимальной отдачи, поэтому компьютер, считывая показания педали газа, подключает в дело сразу два силовых агрегата. В этом случае, гибридный двигатель работает наиболее эффективно.

Устройство гибридного ДВС

Поняв, из чего состоит гибридный двигатель, самое время разобраться в его принципе действия. Для начала, нужно научиться различать системы работы такого мотора, потому что всего существует три вида гибридных двигателей. В первую очередь, мы рассмотрим простейшую систему, которая применяется уже давно и становится на второй план – это последовательная.

Впервые, она была использована на тепловозах, которым требовалась мощная тяга для перемещения больших грузов на некоторое расстояние. Данная система представляет собой самый обычный двигатель внутреннего сгорания, который не принимает никакого участия во вращении колес транспорта.

Такой двигатель посредством общего вала или через редуктор раскручивает мощный генератор. Электрическая машина вырабатывает необходимую электроэнергию и приводит в движение сам электрический двигатель, который вращает колеса транспорта. В целом, это остается тот же мотор, с таким управлением положения дроссельной заслонкой, однако у данной системы есть один недостаток. Дело в том, что для более экономичной работы, мотор должен быть малолитражным, а аккумулятору необходима большая емкость для последующего запуска такого двигателя. В результате, данная система и осталась в реализации на железнодорожном транспорте – медленных, тяжелых и неповоротливых машин. Одним из представителем данной системы среди автомобилей можно назвать Chevrolet Volt со всеми вытекающими недостатками, которые в современном мире решаются применением специальных турбированных двигателей.

Вторая схема работы представлена смешанной системой. В этом случае бензиновый или дизельный мотор находятся на одном уровне с электрическим двигателем и одинаково приводят колеса в движение. Главной особенностью такого агрегата является то, что у трансмиссии такого двигателя отсутствуют ступени, что делает его не привычным, но довольно современным. Основной недостаток такого мотора – это высокая цена, а главным производителем автомобилей с таким двигателем является Lexus.

Последний вид двигателя – этот тот, о котором изначально шла речь. Представляет собой параллельную систему, когда электродвигатель помогает ДВС создать необходимую мощность для разгона автомобиля. Для такого мотора не выпускают больших и емких батарей, а потому на них применяются мощные генераторы, которые позволяют снабдить энергией электромотор в любое время в процессе движения автомобиля.

В чем преимущества и недостатки гибридных авто?

Как и у любой системы, тут тоже есть свои плюсы и минусы. Без этого, пока что не обходится ни один механизм в мире. Но есть и приятные новости – положительных сторон у такого двигателя намного больше, чем отрицательных, поэтому здесь в данных технологиях есть куда стремиться.

Начнем с плохого: большинство выпускаемых гибридных двигателей оснащаются только бензиновым мотором, хотя многим автопроизводителям и потребителям давно уже известно о том, что дизельный мотор более экономичнее и мощнее, чем его «собрат». На самом деле, понять это не сложно. Дело в том, что большинство выпускаемых двигателей с гибридной компоновкой является американским изобретением, где дизельное топливо освоено не в полной мере. Вторым недостатком такого мотора можно считать его высокую стоимость из-за высокой технологической сложности производства.

Последний минус связан со сложностью обслуживания такого мотора, а точнее его электрической части – батареи. Так как она имеет небольшую емкость, то склонна очень быстро терять свой заряд. Кроме того, она довольно плохо переносит большие перепады температур и в конце срока службы совершенно не подлежит утилизации.

Теперь поговорим о плюсах данного двигателя. Пожалуй, самый главный из них – это высокая экономичность агрегата. Она объясняется применением сразу двух мощных силовых агрегатов, где питание одного осуществляется от другого. Заправлять такой автомобиль нужно исключительно топливом, а работать будет он на двух видах энергии одновременно. Другой приятной стороной является оптимальность работы такого мотора. Как бы водитель не пытался его «угробить», сделать это не выйдет, так как компьютер этого не позволяет и создает только нормированные параметры, необходимые для работы электрического привода.

Ну и последнее – благодаря правильной конструкции трансмиссии и малой скорости электромотора, такой двигатель излучает самый минимальный уровень шума, что делает поездку на большие расстояния более комфортной.

Вот и все, что необходимо знать о гибридных двигателях. 

принцип работы, что значит, схема мотора

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

• низкая стоимость топлива;
• нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Положительные стороны гибридных двигателей

1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

• двигатель внутреннего сгорания;
• один или несколько электрических моторов;
• блок аккумуляторных батарей.
• для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Похожая статья ЗМЗ 406 двигатель: карбюратор и инжектор, характеристики ДВС

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

• управления электромотором;
• обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
• питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Что собой представляет гибридный автомобиль, его плюсы и минусы

Автомобили с гибридными силовыми установками появились на рынке относительно недавно, но даже за это время они успели выбиться в полноценный отдельный сегмент. По имеющимся прогнозам, именно они в ближайшее время должны вытеснить с рынка автомобили с ДВС, но в дальнейшем будут заменены полноценными электрокарами.

Toyota Prius

Перед тем, как говорить о такой технике, как гибридный автомобиль, следует разобраться в самом понятии слова «гибрид». С греческого языка это переводится как помесь, а именно — объект, сочетающий в себе признаки двух и более предметов. Если же рассматривать гибридных представителей автомобилестроения, то это машины, которые сочетают в себе 2 силовые установки — двигатель внутреннего сгорания и электромотор.

Главное достоинство таких автомобилей — они могут работать как на электричестве, так и на топливе. К примеру, для передвижения по городу, когда проезд затруднен заторами, более разумно использоваться электроэнергию. Если автомобилю нужно набрать полный ход, то лучше всего подойдет стандартное горючее.

Сегодня разработаны и распространены на рынке различные виды гибридных установок. В некоторых версиях электромотору отводится только вспомогательная функция, а за основную работу отвечает ДВС. Это облегченные установки. Но в более современных гибридных автомобилях применяются мощные электромоторы, которые совмещены с ДВС. И в таком виде они могут самостоятельно приводить транспортное средство в движение. Заметим, что в гибридах водитель не может самостоятельно выбирать режим движения — за это отвечает электроника.

Применение одновременно электромотора и ДВС дает несколько преимуществ. Самое главное — экономия топлива

Схема запуска гибридного автомобиля выглядит так: к работе приступает электромотор и аккумуляторы, они подпитывают энергетический центр, который направляет энергию на двигатель. При таком процессе автомобиль стартует с места без шума и рывков. Когда электромотор доходит до максимальной скорости, в работу включается топливный двигатель. Когда функционирует ДВС, часть энергии от него идет на подзарядку аккумулятора.

Преимущества. Применение одновременно электромотора и ДВС дает несколько преимуществ. Самое главное — экономия топлива. Гибридные автомобили потребляют на 25% меньше бензина. А если учитывать, что стоимость горючего растет чуть ли не каждый день, это весомо. Еще один плюс — меньший объем токсичности. Когда бензиновый мотор прекращает работу, выбросов не происходит совсем. Когда транспортное средство стоит на месте, внутри отсутствует какой-либо шум, так как электромотор абсолютно тихий в работе.

Еще один минус — замена аккумулятора каждые 8 лет при идеальных условиях эксплуатации

Недостатки. Когда автовладельцы сталкиваются с первыми поломками гибридных автомобилей, они выделяют основные недостатки. Главный из них — дорогое обслуживание и ремонт. Такая конструкция намного сложнее, а значит требует особого подхода. В России пока что не такое большое количество специалистов, поэтому в любом сервисе нет никакой гарантии, что процедура будет выполнена качественно. Еще один минус — замена аккумулятора каждые 8 лет при идеальных условиях эксплуатации. Еще один важный пункт, который препятствует приобретению гибридов, — высокая стоимость.

Итог. Гибридные автомобили имеют в оснащении электромотор и ДВС. У таких автомобилей есть преимущество в виде экономии топлива, но и без недостатков не обходится.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т.д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

Похожая статья Технические характеристики двигателя Мерседес OM 612

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

https://www.youtube.com/watch?v=k1nG8PkP28E&feature=youtu.be

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

Похожая статья 123 двигатель Мерседес

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества	Недостатки
1. Высокий КПД за счёт использования крутящего момента от ДВС при любых нагрузках	1. Мало специалистов по ремонту и обслуживанию гибридов
2. Экономия бензина в городе 10 — 30%	2. Высокая стоимость аккумуляторных батарей. При выходе из строя одного элемента приходится менять весь блок в сборе. Проблема с утилизацией
3. Энергия торможения рекупируется в электрическую энергию	3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4. Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП	4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5. Надёжный запуск зимой	5. Плохая маневренность
6. Снижение токсичных выхлопов	6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7. Тихая работа	7. Бесшумная работа приводит к авариям

Основные преимущества

Несмотря на довольно высокую стоимость автомобилей с гибридными двигателями, всё больше людей склоняются к их покупке. Как основные полюсы они отмечают:

Охрана окружающей среды

Снижение количества выхлопных газов позволяет сделать воздух в городе и на всей планете несколько чище, а это уже польза для всех. Автомобиль не требует внешней электрической зарядки, что немаловажно. Расход топлива тоже значительно снижается и владелец авто получает довольно большую экономию денег. Все модели такого типа имеют хорошие технические характеристики, часто превосходящие характеристики обычных автомобилей.

Минусы гибридных автомобилей

Наряду с перечисленными плюсами «гибриды» имеют и ряд негативных сторон, к которым можно отнести:

• Очень высокая стоимость самого автомобиля.
• Высокая сложность в конструкции влечет за собой высокую стоимость обслуживания.
• Недостаточно развитая система автосервисов. Сложность гибридной конструкции требует хороших знаний и высококлассных специалистов в автомастерских, что не всегда возможно, особенно в удаленных населённых пунктах.
• При выходе из строя батарей хозяину авто придётся довольно долго искать место доступной утилизации.

Как работает гибридный двигатель? — AvtoTachki

Содержание

• ⚡ Что такое гибридный двигатель?
• 💡 Как заправить гибридный двигатель?
• 🔍 Когда электродвигатель используется чаще всего?
• ⚙️ Что выбрать: гибридный двигатель или электродвигатель?

Гибридный двигатель работает как с топливом, так и с электричеством. Очень популярный сегодня, он позволяет транспортному средству, в зависимости от условий, использовать одну из двух энергий для движения вперед по дороге. Однако существует несколько типов гибридизации двигателей.

⚡ Что такое гибридный двигатель?

Гибридный двигатель является частью типа двигателя, в котором используются два вида энергии: топливо изископаемое топливо иэлектроэнергия. Эти энергии помогают двигаться вашему автомобилю и поддерживать его в движении.

Таким образом, двигатель гибридного автомобиля состоит из двух трансмиссии, каждый из которых питается разной энергией. На изображении выше вы можете различить обычный тепловой двигатель и электродвигатель. Они оба работают в идеальном взаимодействии.

Электродвигатель может получать энергию от Топливная ячейка либо по батареи. В зависимости от модели несколько режимы гибридизации мотора возможны:

• Мягкий гибрид (микрогибрид или легкий гибрид) : тепловой двигатель помогает запустить электродвигатель с помощью стартер-генератор который ведет себя как генератор, накапливающий энергию в батарее. Это приводит в движение автомобиль только тогда, когда он движется с небольшой скоростью. Расход топлива Mild Hybrid немного снижен.
• Полный гибрид : работает как Mild Hybrid, но имеет батарею большей емкости. Исключительно электрическое вождение стало возможным, но только на очень короткие расстояния и с низкой скоростью. При этом типе гибридизации два двигателя могут работать вместе или по отдельности.
• Le Plug-in Hybrid : этот двигатель устанавливается на подключаемых к электросети гибридных автомобилях и имеет аккумулятор большой емкости, который можно легко перезарядить от бытовой розетки или с помощью внешней зарядной станции, такой как 100% электромобиль. Автономия между 25 и 60 километров. Когда батарея разряжена, тепловая машина немедленно возьмет на себя работу.

Режимы Mild Hybrid и Full Hybrid относятся к категории классический гибрид в то время как Plug-in Hybrid является частью этого так называемый аккумуляторный гибрид.

💡 Как заправить гибридный двигатель?

Гибридный двигатель, в зависимости от режима гибридизации, может заряжаться четырьмя различными способами:

1. Тепловой двигатель : вырабатывает электричество, необходимое для питания аккумуляторной батареи электродвигателя.
2. По принципу кинетической энергии : для обычных гибридных автомобилей (мягкий гибрид и полный гибрид) аккумулятор заряжается с помощью стартера-генератора теплового двигателя. Действительно, энергия восстанавливается во время фаз торможения и замедления.
3. Через бытовую розетку : зарядка может осуществляться от розетки, расположенной в вашем гараже или в вашем доме, с помощью удлинителя.
4. От внешней зарядной станции : это те же терминалы, которые используются для зарядки электромобилей.

🔍 Когда электродвигатель используется чаще всего?

Электродвигатель гибридного автомобиля работает в основном в городские районы в городах. Действительно, самый мощный режим гибридизации позволяет добиться максимального 60 км на небольшой скорости.

Таким образом, гибридный автомобиль будет двигаться со своим электродвигателем в основном на короткие расстояния со скоростью, не превышающей 50 км / час. Эти условия вождения чаще всего встречаются, когда вы используете свой автомобиль в городе. Например, он не будет использовать электродвигатель, если вы едете по шоссе.

⚙️ Что выбрать: гибридный двигатель или электродвигатель?

Выбор автомобиля с гибридным двигателем или 100% электродвигателем зависит от многих факторов, которые зависят от вашего выбора потребления, частоты ваших поездок и самого вождения.

Что касается выбросов CO2, электромобиль не производит его, потому что он не потребляет топливо, в то время как гибридный автомобиль всегда его производит. Гибридный двигатель больше подходит для автомобилистов, проживающих в городе и путешествия в длительные поездки на выходные или в отпуск.

Автомобилист, живущий в городе и использующий свой автомобиль только для коротких поездок по городу, вместо этого обратится к электродвигателю. И гибридные, и электрические двигатели более экологичны, чем двигатель внутреннего сгорания, поскольку они снабжают ваш автомобиль энергией.

Гибридный двигатель и его работа больше не хранят для вас никаких секретов! Как и в случае с обычным тепловым двигателем, необходимо правильно обслуживать его и обращаться в гараж, уполномоченный работать с этим типом двигателя, если вы столкнетесь с поломкой или неисправностью во время вождения.

Главная » Без Категории » Как работает гибридный двигатель?

2022-05-26

By: Pavel seo

On: 26.05.2022

In: Без Категории

Гибридные шаговые двигатели — техническая вводная статья

Гибридные шаговые двигатели являются более дорогими, чем двигатели с постоянными магнитами, зато они
обеспечивают меньшую
величину шага, больший момент и большую скорость. Типичное число шагов на оборот для гибридных двигателей
составляет от
100 до 400 (угол шага 3.6 – 0.9 град.). Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с
переменным
магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Ротор гибридного двигателя имеет зубцы,
расположенные в
осевом направлении (рис. 1).

Рис. 1. Гибридный двигатель

Ротор разделен на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянным магнит. Таким образом,
зубцы верхней
половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы нижней половинки – южными. Кроме того, верхняя и
нижняя половинки
ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно
количеству зубцов
на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин
для
уменьшения потерь на вихревые токи. Статор гибридного двигателя также имеет зубцы, обеспечивая большое
количество
эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки. Обычно используются 4
основных
полюса для 3.6 град. двигателей и 8 основных полюсов для 1.8- и 0.9 град. двигателей. Зубцы ротора
обеспечивают меньшее
сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора, что улучшает статический и динамический
момент. Это
обеспечивается соответствующим расположением зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив
зубцов статора,
а часть между ними. Зависимость между числом полюсов ротора, числом эквивалентных полюсов статора и числом
фаз
определяет угол шага S двигателя:

S = 360/(Nph*Ph) = 360/N,
где Nph – чило эквивалентных полюсов на фазу = число полюсов ротора,
Ph – число фаз,
N — полное количество полюсов для всех фаз вместе.

купить шаговый двигатель

купить блок управления шаговым двигателем

Ротор показанного на рисунке двигателя имеет 100 полюсов (50 пар), двигатель имеет 2 фазы, поэтому полное
количество
полюсов – 200, а шаг, соответственно, 1.8 град.
Продольное сечение гибридного шагового двигателя показано на рис. 2. Стрелками показано направление
магнитного потока
постоянного магнита ротора. Часть потока (на рисунке показана черной линией) проходит через полюсные
наконечники ротора,
воздушные зазоры и полюсный наконечник статора. Эта часть не участвует в создании момента.

Рис. 2. Продольный разрез гибридного шагового двигателя

Как видно на рисунке, воздушные зазоры у верхнего и нижнего полюсного наконечника ротора разные. Это
достигается
благодаря повороту полюсных наконечников на половину шага зубъев. Поэтому существует другая магнитная цепь,
которая
содержит минимальные воздушные зазоры и, как следствие, обладает минимальным магнитным сопротивлением. По
этой цепи
замыкается другая часть потока (на рисунке показана штриховой белой линией), которая и создает момент. Часть
цепи лежит
в плоскости, перпендикулярной рисунку, поэтому не показана. В этой же плоскости создают магнитный поток
катушки статора.
В гибридном двигателе этот поток частично замыкается полюсными наконечниками ротора, и постоянный магнит его
«видит»
слабо. Поэтому в отличие от двигателей постоянного тока, магнит гибридного двигателя невозможно размагнитить
ни при
какой величине тока обмоток.

Величина зазора между зубцами ротора и статора очень небольшая – типично 0.1 мм. Это требует высокой
точности при
сборке, поэтому шаговый двигатель не стоит разбирать ради удовлетворения любопытства, иначе на этом его срок
службы
может закончиться.

Чтобы магнитный поток не замыкался через вал, который проходит внутри магнита, его изготавливают из
немагнитных марок
стали. Они обычно обладают повышенной хрупкостью, поэтому с валом, особенно малого диаметра, следует
обращаться с
осторожностью.

Для получения больших моментов необходимо увеличивать как поле, создаваемое статором, так и поле постоянного
магнита .
При этом требуется больший диаметр ротора, что ухудшает отношение крутящего момента к моменту инерции.
Поэтому мощные
шаговые двигатели иногда конструктивно выполняют из нескольких секций в виде этажерки. Крутящий момент и
момент инерции
увеличиваются пропорционально количеству секций, а их отношение не ухудшается.

Большинство современных шаговых двигателей являются гибридными. По сути гибридный двигатель является
двигателем с
постоянными магнитами, но с большим числом полюсов. По способу управления такие двигатели одинаковы, дальше
будут
рассматриваться только такие двигатели. Чаще всего на практике двигатели имеют 100 или 200 шагов на оборот,
соответственно шаг равен 3.6 грд или 1.8 грд. Большинство контроллеров позволяют работать в полушаговом
режиме, где этот
угол вдвое меньше, а некоторые контроллеры обеспечивают микрошаговый режим.

Гибридный автомобиль.История, принцип работы, лучшие авто

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Какой автомобиль называют «гибридом»

Силовой агрегат промежуточного этапа стал представлять собой комбинацию из уже отработанной конструкции ДВС и одного или нескольких электромоторов.

Электрическая часть тяговой установки получает питание от генераторов, связанных механически с бензомотором или дизелем, аккумуляторных батарей и системы рекуперации, возвращающих в накопитель энергию, выделяющуюся при торможении автомобиля.

Все многочисленные схемы практической реализации идеи получили название гибридов.

Преимущества и недостатки гибридов

Преимущества гибридных машин:

• Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
• Снижение шума в процессе работы;
• Долгая служба деталей тормозной системы;
• Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
• Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т.д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Перспективы авто с гибридными моторами

Многие автолюбители не представляют себе принцип работы и особенности гибридных авто, что создает препятствия на пути к росту их продаж. На практике имеющиеся разработки показывают перспективы такой техники, что лишний раз подтверждает компания Тойота. Если при использовании электромобилей человек полностью зависим от электрической части, в случае с гибридами открывается больше возможностей. Такие авто быстро заряжаются, универсальны, имеют более высокий запас хода и ряд других преимуществ.

Благодаря применению электрической части двигатели внутреннего сгорания испытывают меньшую нагрузку. Это, в свою очередь, положительно сказывается на ресурсе силового агрегата. Гибриды во многом выигрывают даже у авто с установленным ГБО. Это связано с более простым обслуживанием и безопасностью.

Но реальные перспективы только за версией plu-in. Такой транспорт выделяется реальной экономией, отличается бесшумностью работы и сохраняет хорошую динамику. Но на перспективы гибридов также влияет развитие заправочной инфраструктуры. Это связано с тем, что батареи гибридных автомобилей необходимо заряжать.

Типовые схемы гибридных автомобилей

Гибрид гибриду рознь. На данный момент существует три основные типовые схемы гибридных автомобилей, каждая из которых характеризует определенный принцип совместной работы ДВС и электромотора:

• Параллельная работа моторов
  . Судя по названию, несложно догадаться что это схема подразумевает совместную работу двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. В таких автомобилях основную энергию для движения авто обеспечивает ДВС. И ДВС, и электродвигатель соединены с колесами. Электромотор включается лишь в определенных ситуациях – например, когда ДВС нужно и поддержка во время обгона, при разгоне. Это позволяет не только увеличить ресурс двигателя внутреннего сгорания, но и обеспечивает максимальную экономию топлива. Кроме того, авто такого типа характеризуются невысокой стоимостью.
• Последовательная работа моторов
  . В автомобилях, поддерживающих данную схему, один из моторов выполняет роль основного. В подавляющем большинстве случаев это электромотор. Двигатель внутреннего сгорания, в свою очередь, принимает на себя второстепенную функцию – отвечает за работу генератора, обеспечивающего электромотор энергией. Электродвигатель соединен с колесами, а двигатель внутреннего сгорания – с генератором. В этом случае ДВС работает в регулярном режиме – без больших перепадов оборотов.

При последовательной работе моторов, в гибриде используются аккумуляторы большой емкости, которой хватает на преодоление значительных расстояний без подзарядки.

Говоря более простым и понятным языком, схема последовательной работы моторов напоминают принцип работы небольшой электростанции, которая работает от двигателя внутреннего сгорания и обеспечивает электроэнергией электрический мотор.

• Последовательно-параллельная схема работы моторов
  . При таком размещении двигатель внутреннего сгорания и электродвигателя работают совместно. ДВС, электромотор и электрогенератор связаны друг с другом и с колесами. В гибридах этого типа ДВС не только запускает работу генератора, но и передаёт крутящий момент на колёса. Полные гибриды (а именно так называют автомобили с последовательным и параллельным подключением моторов) обеспечивает значительную экономию топлива, благодаря включению электромотора в нужных ситуациях. Электродвигатель и ДВС могут работать вместе, тем самым обеспечивая форсированный режим работы авто. Ну и, конечно же, ДВС запускает генератор для подзарядки аккумуляторов.

На сегодняшний день самая распространенная схема гибридных авто – параллельная. Вторая по популярности – параллельно-последовательная схема. Последовательная схема применяется в спецтехнике (самосвалы, тяжеловесные грузовики).

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

• микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
• среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
• полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Интересно знать!

Микрогибридные силовые агрегаты впервые сконструировал и выпустил бренд Тойота.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
• электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
• трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
• топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
• аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
• инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
• генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

• на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
• при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
• в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС. Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

• работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
• поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
• интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Обычные гибриды, они же «полные» или Full Hybrid Electric Vehicle

Этот тип автомобилей способен ездить при полном отсутствии помощи ДВС, при этом удается вписаться в ограничение «95 г СО2 на километр» с запасом. Пополняется заряд как за счет рекуперации энергии торможения, так и непосредственно от ДВС. Конструкция — гораздо более сложная, дорогая и к тому же высоковольтная, что влечет за собой определенные сложности при ремонте (связанные с необходимой квалификацией работников). И на этапе разработки тут приходится учитывать особые требования к компоновке. «Полные» гибриды используют в своей конструкции интегрированный в коробку передач мотор-генератор, преобразователь постоянного тока, специальный инвертор EPIC, управляющий охлаждением высоковольтных компонентов при помощи отдельного электронасоса (батарея имеет напряжение около 260 В и водяное охлаждение), блок управления зарядным устройством батареи BECM, а также электрический компрессор кондиционера и высоковольтные провода в оранжевой обмотке (международное требование безопасности).

Такой гибрид способен обеспечить бóльшую экономию топлива (до 20%) и дополнительную мощность и момент. Первым массовым гибридом стала Toyota Prius, увидевшая свет в 1997 году. Впоследствии эту конструкцию взяли на вооружение многие марки, хотя сейчас большинство отдает предпочтение подключаемым гибридам (о них ниже).

Toyota Prius (слева) продолжает удерживать титул самого массового гибрида в мире. В России Prius плоховато продается через дилеров (всего 59 штук за прошлый год), но подержанные экземпляры из-за рубежа востребованы. Относительно большое распространение получили у нас различные гибридные модели Lexus — LS, RX, CT… Компания JLR использовала технологию HEV в 2013-2016 годах на своих моделях Range Rover и Range Rover Sport

Подключаемые гибриды, или PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

Это еще более сложная и тяжелая схема: в среднем плюс 300 кг к массе автомобиля. Она позволяет совершать короткие поездки (до нескольких десятков километров) без участия ДВС. А главное отличие от обычных гибридов — наличие разъема для зарядки от сети. Тут аккумулятор уже не зарядишь за счет одной лишь рекуперации или от ДВС (точнее, зарядишь, но это невыгодно и долго). В конструкции присутствуют дополнительные компоненты (нагреватель охлаждающей жидкости, зарядный блок BCCM, отдельный стартер без генератора, электрический усилитель тормозов), а также более мощная и высоковольтная батарея. Также автомобиль получает дополнительный 12-вольтовый аккумулятор (или даже два) для электроусилителя тормозов и для стартера.

Вся высоковольтная проводка в любой точке автомобиля выделяется оранжевым цветом. Прикасаться к таким проводам ни в коем случае нельзя даже на автомобиле с неработающим двигателем. Доступ к электрическим компонентам возможен только после полного обесточивания и размыкания контакторов высоковольтной аккумуляторной батареи, которая имеет отдельный контур водяного охлаждения (рабочая температура всегда должна поддерживаться на уровне 22-25°С), изображенный на рисунке справа. Внутрь высоковольтных компонентов не допускаются даже механики JLR, все они меняются только в сборе

К примеру: мотор-генератор, установленный в корпусе коробки передач Range Rover PHEV, способен дополнительно выдать 116 л.с. и целых 275 Нм крутящего момента, что, несомненно, является очень солидной прибавкой для установленной под капотом 2,0-литровой «турбочетверки» (300 л.с.). При этом суммарная отдача составляет 404 л.с. и 640 Нм, он разгоняется до «сотни» за 6,8 секунды, расход топлива составляет ничтожные 2,8 л в смешанном цикле «по паспорту», а количество выбросов СО2 — всего 64 г/км. Но в то же время на одной только электротяге такой Range Rover способен проехать всего 51 км, а на полную зарядку от домашней сети уходит около семи часов (2 часа 45 мин — от суперчарджера).

Подзаряжаемые гибриды — редкость в России. В прежние годы у нас продавался Mitsubishi Outlander PHEV. Также одно время к нам поставляли аналогичные BMW X5 и 7-серии. А вот подзаряжаемая модификация Toyota Prius в России не продается. В JLR технологию PHEV применяют на внедорожниках Range Rover P400e и Range Rover Sport P400e. На фото справа видно, как плотно упакован багажник версии P400е: основной аккумулятор, два 12-вольтовых, блоки предохранителей, куча проводки и трубки охлаждения. Под днищем компоновка еще более «хитрая»

Классификация гибридных силовых установок

Как отмечалось выше, гибридные силовые агрегаты могут быть разных типов. Они отличаются не только по принципу действия, но и по схеме взаимодействия, уровню электрификации, виду и иным параметрам. Ниже рассмотрим главные разновидности и особенности таких систем.

Мягкий гибрид

В таких автомобилях электромотор предназначен для поддержки основного двигателя. Он не используется для обеспечения движения машины. Процесс возвращения энергии происходит при нажатии на тормоз. Конструктивно в таких системах функцию маховика берет на себя стартер-генератор. К особенностям таких гибридов относится малая мощность, компенсируемая только электрической частью и лишь при наборе скорости.

Полный гибрид

В таких машинах электромотор используется только в городском режиме, а при выезде на трассу, где необходима более высокая скорость, применяется обычный двигатель на бензине. При этом схема соединения ДВС с электрической частью может быть различной: разветвленной, смешанной или последовательной. Автомобиль не берет заряд от сети, а сам процесс происходит только при рекуперации. В случае разряда Li-Ion источника питания необходимо перейти на стандартный мотор.

Гибриды-плагины

В таких машинах электрический узел получает энергию для заряда и вместе с ДВС обеспечивает движение колес. В новых гибридах при использовании двух видов двигателей доступна мощность батарей в 70-100 «лошадей». Возле бака для топлива предусмотрен разъем для зарядки от розетки. Гибриды-плагины способны преодолевать до 50 километров исключительно на электричестве.

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Проверка и обслуживание гибридных автомобилей

Батареи, как правило, требуют замены через 15-20 лет

, для электродвигателя не исключено наличие пожизненной гарантии. Обслуживание гибридных автомобилей рекомендуется проводить только в официальных сервисных центрах, которые оснащены специальным оборудованием и где работают специалисты, обученные принципам сервиса автомобилей этого вида. Проверка гибридного авто включает в себя:

• диагностические коды ошибок;
• гибридная батарея;
• изоляция батареи;
• работоспособность системы;
• система охлаждения.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

• Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
• В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
• Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
• ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
• Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т. д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

• Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
• На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.

Лучшие гибридные автомобили

А теперь перейдем к описанию самых востребованных и популярных моделей гибридных авто.

Toyota Prius

Самый первый серийный гибрид. Кроме того, именно этот автомобиль считается самым «эффективным» – он оснащен двигателем, КПД которого достигает 40% (цифра, пока недостижимая для других производителей). Плавный ход, достигаемый благодаря независимой подвеске, не оставит равнодушным даже самых искушенных автолюбителей.

Тойота Приус – крайне экономичный гибрид (расход топлива – от 2,45 л на 100 км). При этом автомобиль может развивать скорость на трассе до 180 км/ч.

Конструкция авто четко продумана – батареи перенесены из багажного отсека под пассажирские задние сиденья для максимального расширения полезного пространства багажника.

Как вы могли заметить, преимуществ у этой машины масса: от привлекательного внешнего вида до высокого уровня безопасности. Минус только один – высокая стоимость авто в базовой комплектации (ну а если рассматривать варианты более расширенной оснастки, то цена даже на вторичном стартует от 15000 долларов и выше).

Chevrolet Volt Hybrid

Chevrolet Volt Hybrid. Данный автомобиль представляет собой переднеприводный четырехместный хэтчбек. Главным достоинством этой модели является то, что электромоторов, мощностью 149 л.с. хватает на 60 км при езде по городу, без расхода топлива и с сохранением характеристик. Однако большим недостатком Chevrolet Volt является большая стоимость.
Если вы интересуетесь будущим этого и других автомобилей этой марки, рекомендуем ознакомиться с последними новостями Chevrolet.

Chevrolet Malibu Hybrid

Chevrolet Malibu Hybrid. Это большой комфортный и вместительный седан, который имеет выразительный дизайн и качественно проработанный салон с современной техникой и богатым оснащением. По мнению экспертов, авто хорошо подойдет тем клиентам, которым нравится свободное пространство. В состав гибридной установки входит двигатель объемом 1.8 л и пара электромоторов. Средний расход топлива данной модели составляет 5.2 л на 100 км. Для авто предусмотрены десять подушек безопасности и камера заднего вида, что делает его более безопасным.

Lexus RX 450h

Смелый дизайн, современное оснащение, самые передовые технологии – все это соединяет в себе ультрасовременный автомобиль-гибрид от компании Lexus. Это машина класса «Люкс». Разработчики позаботились не только о стильном дизайне – авто полностью укомплектовано элементами обеспечения безопасности пассажиров и водителя. Кроме того, не забыли конструкторы и о весьма приятных «мелочах», которые никак не влияют на ходовую часть, зато делают путешествия более приятными и комфортными – акустическая система, шумоизоляция, бортовой компьютер с дисплеем на панели.

Конечно, такой автомобиль по карману далеко не всем – цены стартуют от 70000 долларов. При этом заправлять этот агрегат можно только 95 бензином. Естественно, запчасти и ремонт Лексуса также обойдется владельцу в весьма круглую сумму.

Вывод

Приобретая автомобиль-гибрид, многие автолюбители сомневаются – стоит ли переплачивать 30% стоимость просто за наличие еще одного двигателя (электрического). Наш ответ однозначен – конечно же, стоит! Деньги, потраченные на покупку, вернутся вам уже через 2-3 года – вы будете заметно экономить на заправке, что, несомненно, положительно скажется на вашем бюджете. Кроме того, все гибриды – современные машины, оснащенные самими новыми разработками лучших конструкторов. Соответственно, вместе с автомобилем вы покупаете ежедневный комфорт и безопасность для вас и вашей семьи!

Источники

• https://automonth. ru/rejting-gibridnyh-avtomobilej/
• https://nahybride.ru/baza-znanij/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel-avtomobilya
• https://jplife.ru/stati/luchshie-gibridnye-avtomobili/
• https://dvsoff.ru/tip/gibridnyj-dvigatel
• https://www.drom.ru/info/misc/67656.html
• https://AutoVogdenie.ru/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel.html
• https://zen.yandex.com/media/avtotachki/gibridnyi-avtomobil-chto-nujno-znat-5ec2990dd5408876452306cb
• https://KrutiMotor.ru/avto-s-gibridnym-dvigatelem/

Когда-то «зеленые» подключаемые гибридные автомобили в Европе вдруг стали похожи на динозавров /graphics.reuters.com/AUTOS-EUROPE/REGULATIONS/rlgpdbekqpo/

ЛОНДОН/БРЮССЕЛЬ, 12 апреля (Рейтер) — Помните, когда гибридные автомобили с подключаемым модулем были популярными технологиями для водителей, заботящихся о климате? Оказывается, по мнению некоторых экспертов, они вредны для окружающей среды, и автопроизводители могут отказаться от них перед лицом ужесточения европейских правил.

Политические планы ЕС в отношении подключаемых гибридных автомобилей (PHEV), которые содержат электрическую батарею и двигатель внутреннего сгорания, могут означать, что «переходная» технология имеет более короткий срок службы, чем это предусмотрено некоторыми ведущими автопроизводителями.

Проект правил зеленого финансирования запретит производителям маркировать их как «устойчивые инвестиции» после 2025 года, что может отпугнуть инвесторов. Между тем запланированные правила по выбросам загрязняющих веществ, таких как оксиды азота, могут увеличить стоимость производства этих автомобилей.

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Целью таких реформ является ускорение перехода на полностью электрические транспортные средства и достижение климатических целей. Тем не менее, они ознаменовали бы отход от существующей политики ЕС, такой как стандарты CO2, которые относились к гибридам наравне с полностью электрическими автомобилями и помогли автомобильной промышленности инвестировать десятки миллиардов евро в технологию.

Некоторые автопроизводители планировали продавать гибриды, по крайней мере, до конца этого десятилетия в качестве моста к полностью аккумуляторным электромобилям (BEV), хотя их отход от этой технологии, похоже, идет полным ходом.

Анализ планов производства автомобилей в Европе до 2028 года, составленный для Reuters компанией AutoForecast Solutions (AFS), которая отслеживает отраслевые планы производства, показывает только 28 моделей PHEV против 86 моделей BEV. Это поворотный момент для отрасли, где количество моделей PHEV на рынке ежегодно с 2015 года превышает количество моделей BEV, часто значительно.

Теперь некоторые автопроизводители опасаются, что ЕС может преждевременно прервать этот переход. Они предупреждают, что новые правила могут затруднить продажу PHEV на европейских рынках всего через несколько лет, несмотря на опасения потребителей по поводу ассортимента полностью электрических автомобилей и отсутствия инфраструктуры для зарядки.

«Безумно делать это к 2025 году, потому что фактически вы убиваете спрос сегодня», — сказал Адриан Холлмарк, генеральный директор британского производителя автомобилей класса люкс Bentley, подразделения Volkswagen (VOWG_p.DE), имея в виду предложения не классифицировать PHEV как устойчивые инвестиции. Он планирует продавать PHEV до 2030 года, прежде чем перейти на полностью электрические.

«Для большинства людей аккумуляторный электромобиль пока нецелесообразен», — сказал он агентству Reuters.

Представитель Европейской комиссии отказался конкретно комментировать правила «зеленого» финансирования, но сказал, что его политика «технологически нейтральна», добавив, что PHEV являются «технологией перехода к мобильности с нулевым уровнем выбросов». Комиссия добавила, что для достижения общей цели климатической нейтральности к 2050 году почти все автомобили на дорогах должны быть к тому времени нулевыми выбросами.

Правила, которые все еще находятся в стадии разработки, появляются на фоне изменения позиции некоторых ведущих экологических групп, которые настаивают на том, чтобы развеять экологические сертификаты PHEV и покончить с их субсидиями.

Одно исследование, проведенное Международным советом по чистому транспорту в сентябре прошлого года, показало, что расход топлива и выбросы CO2 PHEV в четыре раза превышают разрешенный для них уровень, поскольку люди недостаточно часто заряжают их.

Юлия Полисканова, старший директор по транспортным средствам и электронной мобильности в европейской неправительственной организации Transport & Environment, заявила, что ее собственное исследование показало, что при движении в режиме двигателя внутреннего сгорания выбросы CO2 у гибридов выше, чем у обычных автомобилей — они тяжелее, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, поэтому потребляли больше топлива.

«С точки зрения окружающей среды и климата, сегодняшняя подключаемая гибридная технология хуже, чем то, что она заменяет.»

Это изменение позиции группы по сравнению с 2018 годом, когда она рассматривала PHEV как переходную технологию.

‘ОТЛИЧНЫЙ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЙ ПРОДУКТ’

Автопроизводители говорят, что гибриды, правильно используемые с электричеством в качестве основного источника энергии и сжиганием в качестве резервного, выбрасывают намного меньше, чем обычные автомобили. Они добавляют, что PHEV — популярный переходный вариант для потребителей, которые хотят более экологичных путешествий.

Продажи PHEV в ЕС выросли более чем втрое до 507 000 автомобилей в 2020 году, что почти столько же, сколько было продано почти 539 000 полностью электрических автомобилей.

Оценить инвестиции автопроизводителей в PHEV сложно, потому что они только объявляют о широких планах «электрификации». По оценкам консалтинговой компании AlixPartners, автопроизводители и поставщики инвестируют 200 миллиардов долларов в электрификацию с 2020 по 2024 год. неизвестное местоположение на этом снимке, полученном агентством Reuters 31 марта 2021 г. Аналитика выбросов / Раздаточный материал через REUTERS

Немецкие инженеры-специалисты FEV подсчитали, что установка аккумулятора, двигателя и электроники на автомобиль с двигателем внутреннего сгорания для создания PHEV стоит до 4000 евро (4700 долларов США) за автомобиль.

Европейские автопроизводители расходятся во мнениях относительно того, бороться ли за PHEV или тратить свой финансовый и политический капитал на ускорение перехода к полностью электрическим автомобилям и продвижение лучшей инфраструктуры зарядки по всему континенту.

Стефан Нойгебауэр, председатель Европейской ассоциации экологических транспортных средств, сказал Рейтер, что технологические усовершенствования будут означать, что будущие PHEV будут меньше полагаться на свои двигатели внутреннего сгорания, что сделает их пригодными для перехода к «зеленым» автомобилям в следующем десятилетии и даже позже.

«Все ли клиенты будут покупать электромобили с батареями через 10 лет или через девять лет? Мы так не думаем», — сказал Нойгебауэр, который также является директором BMW по глобальному исследовательскому сотрудничеству.

«Почему? Потому что иногда приходится совершать дальние поездки, уезжать в отпуск, тянуть прицеп. А для этого нужна общественная зарядка. И это по-прежнему будет критической проблемой.»

BMW (BMWG.DE) и Renault SA (RENA.PA), которые еще не установили дату перехода на полностью электрические автомобили, входят в число компаний, твердо придерживающихся гибридного лагеря.

Босс BMW Оливер Ципсе заявил в прошлом месяце, что они являются «отличным потребительским товаром» и для них будет рынок даже без субсидий. Генеральный директор Renault Лука де Мео заявил в феврале, что PHEV «легко станут частью ландшафта в течение следующих 10 лет» и будут более прибыльными, чем обычные автомобили.

Генеральный директор Volvo Cars Хокан Самуэльссон сказал Reuters: «Немного разочаровывает то, что они (политики Брюсселя) не видят ценности подключаемого гибрида». Но он сказал, что его компания, которая стремится стать полностью электрической к 2030 году, была больше сосредоточена на том, чтобы подтолкнуть ЕС к тому, чтобы страны-члены вложили значительные средства в зарядную инфраструктуру.

«Если мы в автомобильной промышленности инвестируем в электромобили, и делаем это очень быстро, я думаю, что наш авторитет в плане инвестиций в сеть зарядки возрастет», — сказал он.

«ПРЕДЕЛЬ ДОСТИЖИМОГО»

Европейская комиссия должна предложить в этом году не менее дюжины законодательных актов для сокращения выбросов во всех секторах.

Текущие проекты таксономии устойчивого финансирования ЕС, список видов экономической деятельности, которые со следующего года будут определять, что может продаваться как устойчивые инвестиции, исключают производство PHEV с 2026 года.

Это может отпугнуть армию инвесторов, ищущих активы с экологически чистыми сертификатами. Это также может потенциально ограничить государственное финансирование, если правительства приведут свои расходы в соответствие с таксономией.

В то время как многие страны по-прежнему субсидируют PHEV, Нидерланды сократили налоговые льготы для них в 2016 году. К 2020 году в стране было продано в восемь раз больше BEV, чем PHEV, по сравнению с количеством PHEV в четыре раза больше, чем BEV четырьмя годами ранее, что показывает как государственная политика в области автомобильных технологий может оказать серьезное влияние на поведение потребителей.

Консорциум исследователей, созданный по заказу ЕС и известный как CLOVE, в этом месяце рекомендовал, чтобы так называемые правила Евро-7 ужесточили ограничения выбросов загрязняющих веществ, включая оксиды азота и окись углерода, с 2025 года. Его рекомендации не являются обязательными, но направлены информировать предложения Европейской комиссии, которые должны быть представлены позднее в этом году.

Transport & Environment, входящая в группу экспертов Комиссии, работающую над стандартами, заявила, что эти предложения заставят автопроизводителей оснастить PHEV дорогостоящими технологиями для сокращения выбросов от их двигателей внутреннего сгорания.

Хильдегард Мюллер, президент немецкой автомобильной ассоциации VDA, заявила, что предложения находятся «на пределе технологических возможностей».

«Мы по-прежнему должны быть очень осторожны, чтобы двигатель внутреннего сгорания не стал невозможным из-за Евро-7», — сказала она.

(1 доллар = 0,8503 евро)

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Репортажи Ника Кэри в Лондоне и Кейт Абнетт в Брюсселе; Дополнительные репортажи Костаса Питаса в Лондоне и Джо Уайта в Детройте; Под редакцией Правина Чар

Наши стандарты: Принципы доверия Thomson Reuters.

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 топливной экономичностью 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 гибридной системой в мире: с момента ее запуска в Японии в августе 1997 года было продано более десяти миллионов единиц.

Второй гибридный вариант описывается как параллельно . В этой конфигурации основная мощность исходит от обычного двигателя внутреннего сгорания, но ему напрямую 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, ограничивая 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 серия . 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 прекрасным взаимодействием. 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 дает возможность работать электродвигателю. 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, автоматически снова запуская его при необходимости.

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 Lexus Hybrid Drive, использует немного другой 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.

Поделись историей

Что такое гибридный автомобиль и как он работает?

• Гибридные автомобили были изобретены Якобом Лонером и Фердинандом Порше в 1900 году
• В автомобилях сочетаются электродвигатели с традиционным дизельным или бензиновым двигателем
• Такое сочетание двигателей отличает гибриды от электромобилей

более низкий расход топлива

• Считается более экологичным

Официально: продажи гибридных автомобилей растут. Великобритания является одним из самых быстрорастущих рынков для автомобилей с низким уровнем выбросов. Но с таким количеством гибридов легко увязнуть в техническом жаргоне, поэтому мы составили полное руководство по гибридным автомобилям, объясняя, как именно работают разные типы. Прочтите все ответы на наиболее часто задаваемые вопросы.

ЧТО ТАКОЕ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?

Гибридный автомобиль использует как традиционный бензиновый двигатель, так и электродвигатель в качестве источников энергии.

Простейшее определение гибридного автомобиля — это нечто среднее между бензиновым или дизельным автомобилем и электромобилем. Но они не считаются электромобилями, потому что у них тоже бензиновый двигатель.

Гибридные автомобили стали популярны, потому что они потребляют меньше бензина, чем стандартные автомобили, что делает их более дешевыми в эксплуатации и более безопасными для окружающей среды.

СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ДИЗЕЛЬНЫЕ ГИБРИДЫ?

Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, поэтому теоретически они должны быть очень эффективными гибридами. Но на самом деле дизельных гибридов очень мало, потому что сочетание дизельных двигателей с электродвигателями оказалось сложным и дорогим, что компенсирует большую часть экономии топлива.

ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

КТО ИЗОБРЕТАЛ ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ?

История гибридного автомобиля намного длиннее, чем вы думаете – впервые он был изобретен в Австрии в 1900 году!

Это было детище производителя автобусов из Вены по имени Якоб Лонер, который не любил шумные, вонючие автомобили с дизельным двигателем. Он нанял молодого инженера по имени Фердинанд Порше для разработки электрического решения. Порше изобрел электродвигатель со ступицей, который помещался внутри четырех колес.

Но двое мужчин хотели увеличить запас хода и мощность своей машины, поэтому Порше добавил двигатель внутреннего сгорания, который приводил в действие генератор для питания аккумулятора. Так родился гибридный автомобиль.

Электромобиль Lohner-Porsche впервые был показан публике на Парижской выставке в 1900 году. К сожалению, он не пользовался большой популярностью, и вместо этого Porsche основал одноименную компанию по производству суперкаров.

Почти сто лет спустя Toyota изобрела свой знаменитый гибрид Prius, который стал первым серийным гибридным автомобилем в мире. Он вышел в Японии в 1997, а остальной мир — в 2001 году.

КАК РАБОТАЮТ ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ?

Существует четыре основных типа гибридных автомобилей, каждый из которых работает немного по-своему.

• Серийные гибридные автомобили

Серийные гибридные автомобили используют электродвигатель для привода колес, а бензиновый двигатель питает генератор, который вырабатывает электричество и заряжает аккумулятор. Бензиновый двигатель никогда не толкает автомобиль вперед — он просто обеспечивает энергию для электродвигателя.

Гибриды серии

могут одновременно использовать два источника питания или могут ездить на короткие расстояния только от батареи. Именно поэтому они так эффективны в городском движении с частыми остановками. Бензиновый двигатель включается, когда батарея разряжается или автомобилю требуется больше мощности для более высокой скорости.

• Параллельные гибриды

В параллельных гибридах бензиновый двигатель и электродвигатель соединены, поэтому они работают вместе, приводя автомобиль в движение. Бензиновый двигатель выполняет большую часть работы, а электродвигатель обеспечивает наддув.

Основное отличие от серийных гибридов заключается в том, что бензиновый двигатель приводит автомобиль в движение, а не вырабатывает электричество. Этот тип является самым дешевым в производстве и покупке, но он менее экономичен по топливу, чем «полные» серийные гибриды.

• Последовательно-параллельные гибриды

Комбинация первых двух типов. Автомобиль может работать только на бензине, чисто на электричестве или на любой их комбинации. Бензиновый двигатель также заряжает аккумулятор, как серийный гибрид.

При обычном вождении бензиновый двигатель является основным источником энергии, а электродвигатель обеспечивает ускорение, например, при обгоне. Но в медленном городском потоке батарея берет верх. Таким образом, последовательно-параллельные гибриды работают только на электроэнергии, но только на низких скоростях.

• Подключаемые гибридные автомобили

Подключаемый гибридный автомобиль, часто называемый PHEV (подключаемый гибридный электромобиль), представляет собой современную конфигурацию, более близкую к электромобилю. Аккумулятор можно заряжать от бензинового двигателя или подключать к внешнему источнику питания, например к зарядной станции.

Аккумуляторы, как правило, намного больше, чем в стандартных гибридах, а это означает, что PHEV могут двигаться дальше исключительно от аккумулятора.

Гибриды используют комбинацию бензина и электричества для питания автомобиля. Это означает, что они сжигают меньше топлива, чем обычные бензиновые автомобили, поэтому они более эффективны в эксплуатации. Это также означает, что у них меньше выбросов парниковых газов, что снижает налог на автомобили и приносит пользу окружающей среде.

Однако реальный уровень эффективности использования топлива, выбросов и количества миль на галлон (миль на галлон) зависит от типа гибрида, а также от скорости и стиля вождения.

В автомобилях также используются другие технологии для повышения эффективности использования топлива, такие как бесступенчатая трансмиссия (CTV). Это автоматически оптимизирует частоту вращения двигателя и переключение передач для максимальной эффективности.

ЧТО ТАКОЕ ТЕХНОЛОГИЯ СТОП-СТАРТ?

Еще одна уловка для экономии топлива в гибридных автомобилях — технология «старт-стоп». Это позволяет выключать бензиновый двигатель, когда автомобиль стоит, экономя топливо в пробках.

В наши дни обычные автомобили также используют технологию «стоп-старт» для экономии топлива, но она далеко не так эффективна, как управление гибридом.

КАК В ГИБРИДНЫХ АВТОМОБИЛЯХ ЗАРЯЖАЕТСЯ АККУМУЛЯТОР?

Зависит от типа гибрида. Большинство, включая серийные и подключаемые гибриды, используют бензиновый двигатель для выработки электроэнергии и зарядки аккумулятора. Подключаемые гибриды также могут использовать сетевой источник электроэнергии.

Параллельные гибриды отличаются тем, что они только заряжают аккумулятор, улавливая избыточную энергию и преобразовывая ее в электричество. Избыточная энергия, которая обычно тратится впустую, когда автомобиль работает на холостом ходу или замедляется, вместо этого сохраняется в аккумуляторе для последующего использования, например, для рекуперативного торможения.

Эта «рекуперативная» зарядка также используется в других гибридных автомобилях наряду с бензиновым двигателем.

ЧТО ТАКОЕ РЕГЕНЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ В ГИБРИДНЫХ АВТОМОБИЛЯХ?

Регенеративное торможение — это метод возмещения энергии, потерянной во время торможения, и сохранения ее в виде электричества в аккумуляторной батарее.

Когда вы нажимаете на тормоз в своем автомобиле, кинетическая энергия, которая использовалась для движения автомобиля вперед, больше не требуется. Обычно он рассеивается в виде тепла в тормозных колодках. Но технология рекуперативного торможения в гибридном автомобиле может превратить его в электричество.

Это работает следующим образом: когда вы нажимаете на акселератор, батарея обеспечивает электричество для вращения мотора, который крутит колеса. Когда вы убираете ногу с газа или нажимаете на тормоз, этот процесс идет в обратном направлении.

Электричество к двигателю отключено, и вместо этого колеса передают свою кинетическую энергию двигателю, фактически превращая его в генератор для отправки электричества обратно в аккумулятор.

Регенеративное торможение не идеально подходит для внезапной остановки, поэтому все гибриды также имеют стандартные фрикционные тормозные диски для быстрой остановки автомобиля.

ИЗ ЧЕГО ИЗГОТОВЛЕНЫ ГИБРИДНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ?

В большинстве гибридов используются батареи, изготовленные из никель-металлгидридных (NiMH), а не свинцово-кислотные, используемые в обычных автомобильных батареях. Но подключаемые гибриды и более современные обычные модели используют литий-ионные (Li-ion) батареи. Они могут удерживать больше энергии в одном и том же пространстве, повышая емкость аккумулятора и увеличивая запас хода.

КАК ДОЛГО РАБОТАЕТ АККУМУЛЯТОР ГИБРИДНОГО АВТОМОБИЛЯ?

Распространенный миф о гибридных автомобилях заключается в том, что аккумуляторы недолговечны, а их замена стоит дорого. Это правда, что новая сменная батарея может стоить вам около 3000 фунтов стерлингов, хотя есть восстановленные батареи, которые можно купить гораздо дешевле.

Но на самом деле замена батареек случается крайне редко. Toyota продает Prius с 11-летней гарантией с неограниченным пробегом. А в 2011 году Consumer Reports протестировал Prius девятилетней давности с пробегом более 200 000 миль и обнаружил, что производительность батареи почти такая же, как у новой.

​

ЭКОНОМИТ ЛИ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ ДЕНЬГИ?

Это вопрос денег: стоит ли покупать гибрид? Сам автомобиль изначально стоит дороже, но экономит деньги на эксплуатационных расходах и имеет высокую стоимость при перепродаже.

Большая экономия достигается за счет эксплуатационных расходов, таких как топливо и налог на машину. Но сумма, которую вы сэкономите, зависит от вашего вождения. Гибриды наиболее экономичны при движении по городу, с более низкими скоростями и большим количеством остановок в пробках. Но если вы ездите в основном по автомагистралям, гибрид может не так сильно сэкономить на расходах на топливо.

Проверьте, сэкономите ли вы деньги, используя калькулятор стоимости топлива Honest John. Просто введите свой пробег и информацию об автомобиле, и он даст вам ориентировочные эксплуатационные расходы.

КАКОЙ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ ЛУЧШИЙ?

Гибридные автомобили теперь доступны во всех типах и вариантах кузова, от седанов и городских автомобилей до внедорожников и даже спортивных автомобилей. Но выбор лучшего гибридного автомобиля для вас зависит от множества факторов, в том числе от того, какой стиль вождения вы предпочитаете.

Если вы живете в городе или пригороде и проводите много времени в пробках, серийный гибрид — хороший выбор. Параллельные гибриды дешевле и лучше для тех, у кого меньший бюджет и небольшой годовой пробег.

Если вы живете в центре Лондона, ищите подключаемый гибрид или серию автомобилей с очень низким уровнем выбросов CO2 (менее 75 г/км), поскольку они освобождены от платы за въезд.

Подключаемые гибриды также подходят людям, которые живут в районе с зарядными станциями или совершают короткие поездки, которые могут совершаться исключительно от батареи. И они являются отличным шагом на пути к электромобилю, обеспечивая низкий уровень выбросов с резервным бензиновым двигателем.

Кроме того, некоторые подключаемые гибриды имеют право на получение государственных субсидий, которые могут сэкономить до 35% от покупной цены, что делает их дешевле, чем вы думаете.*

Просмотрите новые автомобили с нашим выбором из 10 лучших гибридов .

Думаете о переходе на гибридную энергию? У нас есть 8 веских причин, по которым ваш следующий автомобиль должен быть гибридным.

*Данные верны на март 2021 года.

Все, что вам нужно знать о гибридах

Автор: Эндрю Маклин планета. Для большинства такой внезапный шаг может быть слишком быстрым, поскольку пока просто не хватает электромобилей для каждого приложения или бюджета.

Но выбор автомобиля с гибридным приводом — более естественный шаг вперед, поскольку, во-первых, он предлагает гораздо более широкий выбор опций, а во-вторых, он предлагает сниженный расход топлива, обеспечивая при этом повседневное удобство и душевное спокойствие.

Но не все гибриды созданы одинаково, поскольку производители автомобилей используют комбинацию бензина и электроэнергии по-разному, а иногда и для разных результатов.

Итак, если вы хотите сделать первый шаг в будущее электрифицированных автомобилей, вот все, что вам нужно знать о гибридах и пяти основных конфигурациях, в которых бензиновый двигатель сочетается с электродвигателем.

Что такое мягкий гибрид?

Это первый шаг в гибридизации, который, по сути, добавляет аккумулятор небольшой емкости к обычной системе стартера и генератора переменного тока, что позволяет автомобилю выключать двигатель внутреннего сгорания на короткие промежутки времени, например, при остановке на светофоре. или во время спуска по склону, продолжая обеспечивать питание вспомогательных систем, таких как кондиционер, освещение и аудиосистема.

Аккумулятор заряжается за счет рекуперации энергии при торможении или замедлении, а в некоторых случаях электродвигатель может оказывать дополнительную помощь двигателю при ускорении.

Мягкие гибриды обеспечивают постепенное снижение расхода топлива, особенно при интенсивном движении с частыми остановками, и не требуют специального технического обслуживания или ремонта.

Автомобили с мягким гибридом:

• Mazda CX-5
• Ауди А4
• БМВ 3-й серии
• Киа Спортейдж
• Мерседес-Бенц С200

Что такое серийный гибрид?

Как следует из названия, здесь бензиновый двигатель и электродвигатель работают в линию, а не рядом друг с другом, чтобы обеспечить движение, и они обычно классифицируются как автомобили с увеличенным запасом хода.

По сути, это полностью электрические автомобили с небольшим бензиновым двигателем, который действует как бортовой генератор, перезаряжая аккумулятор и увеличивая запас хода.

Серия гибридных автомобилей:

• BMW i3 REX

Что такое параллельный гибрид?

В буквальном смысле это означает, что бензиновые и электрические двигатели обеспечивают крутящий момент на один вход, который в большинстве случаев подается непосредственно на коробку передач и может быть либо соединен вместе для максимальной мощности, либо работать по отдельности. Когда используется только электродвигатель, муфта, соединяющая двигатель, разомкнута, а в режиме внутреннего сгорания оба двигателя работают с одинаковой скоростью.

Honda была пионером этого типа гибридной компоновки со своей интегрированной системой Motor Assist, которая была впервые представлена ​​​​на оригинальном Insight еще в 1999 году и использует электродвигатель в коробке передач.

Автомобили с параллельным гибридом:

• Honda Accord

Что такое последовательно-параллельный гибрид?

Наиболее распространенная конфигурация сочетает в себе лучшие качества каждой предыдущей конфигурации, и хотя ее часто называют последовательно-параллельной системой, ее также можно назвать гибридной системой с разделением мощности.

В этом случае крутящий момент передается либо бензиновым, либо электрическим двигателем — или их бесступенчатой ​​комбинацией — через ряд сцеплений или планетарную передачу на коробку передач. Преимуществом этой системы является более плавный переход между двумя двигателями и более линейная подача мощности. Это также позволяет использовать сверхэффективный бензиновый двигатель, работающий на обедненной смеси, который обычно менее отзывчив на более низких оборотах, что можно компенсировать мгновенным крутящим моментом от электродвигателя.

Система Toyota Hybrid Synergy Drive, используемая в таких автомобилях, как Prius, Camry Hybrid и Corolla Hybrid, является популярным сторонником последовательно-параллельной гибридной конфигурации.

Последовательно-параллельные гибриды:

• Toyota Prius
• Тойота Камри Гибрид
• Хендай Ионик

Что такое Plug-In Hybrid?

В то время как все предыдущие компоновки преимущественно используют двигатель внутреннего сгорания с помощью электродвигателя для снижения потребления или увеличения выходной мощности, подключаемый гибрид приближается на шаг ближе к полностью электрическому транспортному средству.

В большинстве случаев это последовательно-параллельные гибриды, оснащенные более мощным электродвигателем и аккумуляторной батареей большей емкости, которую можно заряжать от внешнего источника, например, от настенной розетки высокого напряжения или общественной зарядной станции. Самым большим преимуществом является то, что подключаемый гибрид имеет специальный режим EV, в котором он может проехать определенное расстояние (обычно от 30 до 80 км) только на электроэнергии.

Подключаемые гибриды:

• Подключаемый модуль Hyundai Ioniq
• Мини-земляк PHEV
• Вольво ХС90 Т8
• БМВ 530е
• Порше Кайен е-гибрид

Из чего сделаны батареи?

Большинство аккумуляторов, используемых в гибридных автомобилях, имеют высокую плотность энергии и состоят из множества отдельных элементов. И, как и для всех перезаряжаемых электронных бытовых устройств, таких как мобильные телефоны, для аккумуляторов требуются драгоценные металлы, такие как никель или литий.

Ранние модели, а также популярные автомобили Toyota, такие как Prius и Camry Hybrid, оснащены никель-металлогидридными (NiMH) аккумуляторами. Как правило, они тяжелее, больше и содержат меньше энергии, чем более современные и широко используемые литий-ионные батареи. Аккумуляторы NiMH рассеивают меньше тепла и служат дольше при перезарядке небольшими дозами регенеративными методами, а не для подключаемых модулей.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы меньше по размеру, легче и хранят больше энергии, а также обеспечивают большую мощность и более быструю перезарядку.

Как долго работают батарейки?

В большинстве случаев автопроизводители гарантируют работоспособность аккумулятора по истечении стандартного заводского гарантийного срока – в большинстве случаев от восьми до 10 лет.

Как продлить срок службы батареи?

Если у вас обычный гибридный автомобиль, лучше всего часто перезаряжать аккумулятор, что означает его разрядку и подзарядку как можно бережнее. Чтобы убедиться, что это произойдет, остановитесь на инерции, а не резко тормозите, так как это обеспечит максимальную рекуперативную энергию. А затем плавно разгоняйтесь, стараясь использовать как можно больше заряда батареи, чтобы тронуться с места.

То же самое с подключаемым гибридом; старайтесь использовать как можно больше батареи как можно чаще. А при подзарядке перезаряжайте его примерно до 80 процентов емкости при использовании быстрого зарядного устройства. Если вам требуется больше, настройте систему на подзарядку остатка.

Сколько стоит замена гибридной батареи?

Сменный аккумулятор стоит недешево. В зависимости от транспортного средства и, следовательно, типа и размера аккумулятора, цены могут варьироваться от 5000 до 20 000 долларов.

Можно ли переработать батареи?

Да, у большинства автопроизводителей есть программа утилизации, которая либо перерабатывает драгоценные металлы, либо повторно использует батареи в другом приложении, например, в домашних системах накопления энергии.

Начните разговор с SG Fleet сегодня.

Система управления автомобилем

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.

Хотя это означает несколько 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. Он тесно сотрудничал с дилерскими центрами на своей предыдущей работе в Charlotte Observer, которая сотрудничала с Cars.com.
На своей нынешней должности он активно участвует в продвижении бренда Chevy в районе Phoenix-Metro вместе с Valley Chevy.

РубрикиChevy Bolt EV, Chevy Volt, ГибридТегиBolt, Chevy, эффективный, экономия топлива, Гибрид, Phoenix, Valley Chevy, Volt

Что такое гибридные автомобили? — манекены

Гибридные автомобили называются гибридами , поскольку они используют как небольшой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), так и электродвигатель для получения максимальной мощности и экономии топлива при минимальных выбросах. То, как они это делают, варьируется от одной модели к другой с переменным успехом.

Общим для всех гибридов является способность генерировать электрический ток, хранить его в большой батарее и использовать этот ток для управления автомобилем. Гибриды улавливают электроэнергию, вырабатываемую системой рекуперативного торможения, а их двигатели также могут питать генератор.

Гибриды также могут экономить энергию, отключая ДВС, когда транспортное средство находится в режиме парковки, работает на холостом ходу на светофоре или стоит в пробке, или когда энергии электродвигателя достаточно для управления транспортным средством без помощи ДВС.

Гибриды оснащены системами рекуперативного торможения, которые вырабатывают электроэнергию для поддержания заряда аккумуляторов. Когда водитель нажимает на тормоз, электродвигатель превращается в генератор, и магнитное сопротивление замедляет транспортное средство. Однако в целях безопасности также имеется обычная гидравлическая тормозная система, которая может остановить автомобиль, когда рекуперативного торможения недостаточно.

Нет никакой разницы в техническом обслуживании или ремонте рекуперативных тормозных систем, за исключением того, что тормозные колодки, как правило, служат намного дольше, потому что они не так часто используются. На самом деле, если вы умеренно водите гибрид, вы почти никогда не используете дисковые тормоза на колесах и можете прожить всю жизнь автомобиля без замены колодок. Большая разница в том, что рекуперативные тормоза улавливают энергию и превращают ее в электричество для зарядки аккумулятора, который обеспечивает питание электродвигателя.

Параллельные гибриды

Параллельный гибрид использует как электродвигатель, так и ДВС для движения. Они могут работать в тандеме или один из них может использоваться в качестве основного источника энергии, а другой включается, чтобы помочь, когда требуется дополнительная мощность для трогания с места, подъема на холмы и ускорения для обгона других транспортных средств. Поскольку оба подключены к трансмиссии, говорят, что они работают «параллельно».

Как работает параллельный гибрид.

Гибриды серии

Серийный гибрид использует бензиновый или дизельный ДВС в сочетании с генератором для выработки электроэнергии, но не для вождения автомобиля. Двигатель может подавать электрический ток непосредственно на электродвигатель или заряжать большую батарею, которая накапливает электроэнергию и подает ее на электродвигатель по требованию. Электродвигатель приводит в движение транспортное средство, используя свою мощность для вращения карданного вала или набора ведущих осей, которые вращают колеса.

Гибрид серии А.

Подключаемые гибриды

Поскольку подключаемые гибриды оснащены батареями большего размера, которые можно заряжать от любой обычной электрической розетки на 110 вольт, они способны расширить возможности электродвигателя, чтобы управлять автомобилем дальше без необходимости запуска ДВС, и, следовательно, значительно увеличить мощность. топливная экономичность автомобиля. Оценки варьировались до 100 миль на галлон!

Некоторые технологически подкованные люди адаптировали свои гибридные автомобили в подключаемые гибриды, и автопроизводители находятся в процессе их разработки и производства (иногда в сотрудничестве с крупными коммунальными компаниями).

Разработка новых литий-ионных аккумуляторов меньшего размера и большой емкости, которые можно перезаряжать много раз, является ключом к тому, чтобы сделать подключаемые гибриды доступными для широкой публики. По оценкам, подключаемые гибриды, оснащенные этими более мощными батареями, будут иметь запас хода до 125 миль, прежде чем заряд будет исчерпан и автомобиль вернется в стандартный гибридный режим.

Подключаемый гибрид.

Основная экологическая проблема подключаемых гибридов заключается в том, что потребляемый ими электрический ток обычно вырабатывается коммунальными предприятиями, работающими на ископаемом топливе. Хорошей новостью является то, что некоторые крупные сети обязались установить зарядные станции, работающие от солнечных батарей или энергии ветра, и многие владельцы гибридов готовы установить солнечные батареи для подзарядки этих транспортных средств дома.

Подключаемые гибриды, заряжаемые от коммерческих источников электроэнергии или солнечных батарей, будут меньше зависеть от ДВС, но все равно будут нуждаться в нем для дальних поездок, подъемов на холмы и так далее. Будущие гибриды могут использовать небольшой топливный элемент для производства электроэнергии из водорода, что означает, что ДВС придется запускать еще реже.

Двухрежимные гибриды

Двухрежимные гибриды могут стать ключом к конкурентоспособности США на гибридном рынке. Вместо большой аккумуляторной батареи обычных гибридов двухрежимные гибриды используют батареи меньшего размера и два электродвигателя, расположенные внутри автоматической коробки передач с двумя наборами передач — один для ДВС, а другой для усиления мощности электродвигателей. Трансмиссия также может работать как бесступенчатая трансмиссия. В одном режиме на более низких скоростях транспортное средство может работать с одним или обоими электродвигателями, с ДВС или без него, или только с ДВС. На более высоких скоростях включается второй режим, и ДВС постоянно работает с более высокими передаточными числами.

Двухрежимный гибрид.

Об этой статье

Эта статья взята из книги:

• Ремонт автомобилей для чайников, 2-е издание,

Об авторе книги:

Дина Склар — известный эксперт по ремонту автомобилей. Она появлялась в сотнях радио- и телешоу, включая шоу NBC Today и NBC Nightly News . Склар читает лекции на международном уровне об экологическом воздействии транспортных средств и активно продвигает программы солнечной энергии в жилых домах.