Что означает гибридный двигатель

Гибридный двигатель: какие у него есть достоинства и недостатки?

Многие считают, что автомобили с гибридным двигателем — это будущее автомобилестроения. Хотя немало экспертов сомневается в этом и более перспективным считают улучшенный электромотор.

Первый гибрид ДВС создали в 1990-х. За прошедшие пару десятков лет такие двигатели были усовершенствованы, но все же они и сейчас имеют ряд недостатков.

Плюсы гибридного авто

Гибридный двигатель позволяет заметно уменьшить расход топлива. Автомобиль с таким приводом идеально подходит для передвижения по городу. Тихость хода повышает комфорт для людей в салоне. Большинство привлекает как раз экономичность гибридных двигателей и их эргономичность.

Вдобавок многие сейчас стараются заботиться об окружающей среде, а так как авто с гибридным двигателем выбрасывает в атмосферу гораздо меньше углекислого газа и прочих вредных веществ, конечно же, сознательные граждане предпочитают приобретать такие машины.

Недостатки гибридного двигателя

К сожалению, гибридный мотор еще далек от совершенства, хотя над улучшением его инженеры продолжают трудиться.

Все также машины с этим приводом много стоят и не по карману человеку со средним уровнем достатка.

Ремонт гибридного мотора обойдется дороже, чем ДВС или двигателя, потребляющего ДТ.

Объединение разных моторов потенциально повышает вероятность отказа того или другого силового агрегата.

Ко всему прочему, могут возникнуть трудности с поиском сервисного центра, чьи специалисты имеют возможность ремонтировать гибридные двигатели, ведь пока автомобили с таким приводом не особо часто встречаются на наших дорогах.

В некоторых странах власти поощряют покупку машин с гибридными двигателями, ввиду их большей безвредности для окружающей среды в сравнении с традиционными силовыми агрегатами.

Японец, например, получит от государства субсидию в $1100, если будет покупать авто с вышеуказанным мотором. В Германии владелец автомобиля с «подключаемым гибридом» пять лет не платит дорожный налог. Великобритания дает субсидию в размере до GBP5000.

Быть может и у нас вскоре появится нечто подобное, уважаемые автолюбители.

Источник

Что такое гибридный автомобиль? (Hybrid Electric Vehicle)

В то время, как водители всерьёз задумываются о глобальном потеплении и загрязнении воздуха, производители транспортных средств конкурируют с инновациями, чтобы принести своим клиентам самые экологически выгодные автомобили.

Гибридные транспортные средства — это первый шаг к переходу на электрический вид транспортировки. Чтобы снизить уровень загрязняющих выбросов, производимых двигателями внутреннего сгорания, «гибриды» имеют электрический двигатель, который берет на себя или резервирует газовый или дизельный двигатель в зависимости от того, как он используется. Существует несколько различных типов гибридных автомобилей, имеющих свои преимущества и способы работы.

Различные типы гибридных автомобилей:

Мягкие гибридные автомобили

Мягкие гибридные автомобили только частично гибридизируются и могут взять часть напряжения от двигателя внутреннего сгорания, чтобы уменьшить его расход топлива. Эти автомобили имеют небольшую батарею, которая может создать резервную копию двигателя внутреннего сгорания, но эта технология не позволяет использовать электрический привод.

Читайте также:  Загорелся сигнал неисправности двигателя

Поскольку при движении транспортного средства используется больше всего энергии, эта низкоуровневая гибридизация может снизить расход топлива в городском вождении (на 5-10%). Он заряжается кинетической энергией, получаемой от торможения, что делает его автономной системой, которая не нуждается в зарядке через розетку питания.

Однако до сих пор она демонстрировала ограниченную производительность, и экономия с точки зрения выбросов CO2 является низкой.

Гибридный автомобиль

Гибридный автомобиль (или HEV, сокращенно от Hybrid Electric Vehicle ), имеет батарею с достаточной емкостью, чтобы проехать несколько километров в полностью электрическом режиме. Как и у мягкого гибрида , аккумулятор этого автомобиля заряжается благодаря преобразованию кинетической энергии, высвобождаемой при торможении. Таким образом, водитель экономит топливо, наслаждаясь приводом без шума двигателя или вибрации – качества, уникальные для электромобиля.

Модели последнего поколения предлагают более динамичные и гибкие характеристики, такие как новая линейка гибридных автомобилей Renault E-TECH с интеллектуальной многорежимной коробкой передач, позволяющей легко переключаться между режимами.

Например, новые гибриды Renault E-Tech могут управляться в полностью электрическом режиме на протяжении до 80% своего городского пробега. И их расход топлива для городского вождения примерно на 40% ниже, чем у эквивалентного газового двигателя автомобиля.

Перезаряжаемые гибридные автомобили

Перезаряжаемый гибридный автомобиль (или PHEV, сокращенно от Plug-In Hybrid Electric Vehicle), немного ближе к полностью электрическому автомобилю, с более мощной перезаряжаемой батареей (9,8 кВт * ч для диапазона Renault PHEV). Перезаряжаемый гибридный автомобиль подключается к подходящей внутренней розетке питания или общественной зарядной точке, чтобы “зарядиться” электроэнергией. Эта способность перезаряжаться дает ему дополнительную дальность вождения в размере нескольких десятков километров.

Перезаряжаемые гибридные автомобили идеально подходят, например, для городских поездок в полностью электрическом режиме, без использования ископаемого топлива и, следовательно, без создания выбросов. Преимущества очевидны как для окружающей среды, так и для вашего кошелька! В длительных поездках перезаряжаемый гибридный двигатель ведет себя как обычный гибридный двигатель.

Источник

Автомобили с гибридным двигателем, плюсы и минусы, принцип работы

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.

Читайте также:  Векторное управление асинхронным двигателем это как

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.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid


По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

  • ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
  • нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
  • не нужно сцепление и коробка передач;
  • автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

  1. потери энергии в процессе преобразований;
  2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.
» alt=»»>

Источник