Устройство гибридного автомобиля

Содержание
  1. Что такое гибридная машина
  2. Рейтинг лучших гибридных моделей
  3. Chevrolet Volt
  4. Ford Fusion
  5. Toyota Camry
  6. Volvo V60
  7. Toyota Prius
  8. Honda Insight
  9. Hyundai Ionid
  10. Chevrolet Malibu
  11. Lexus RX450h
  12. Kia Niro
  13. Заключение
  14. Недостатки гибридов
  15. Многообразие гибридных авто
  16. Автомобили с ДВС и электромобили
  17. Классификация по степени электрификации
  18. Привод дополнительных агрегатов в автомобилях с полным гибридным приводом
  19. Система «старт-стоп»
  20. Последовательные гибриды
  21. Параллельные гибриды (мотор между ДВС и КПП)
  22. Параллельные гибриды (мотор отдельно от ДВС и КПП)
  23. Какой гибрид лучше?
  24. Что в итоге?
  25. Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях
  26. Какой автомобиль называют «гибридом»
  27. Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус
  28. Достоинства и недостатки гибридов
  29. Электромотор автомобиля Тойота
  30. История создания
  31. Видео – Гибридные автомобили
  32. В чем преимущества и недостатки гибридных авто?
  33. Не паникуйте!
  34. Действительно ли гибрид экономичный?
  35. Заключение

Что такое гибридная машина

Прежде чем назвать лидеров, среди которых есть и самые дешёвые гибридные автомобили, нужно понять саму суть подобных автотранспортных средств.

Гибридным называют автомобиль, который используется 2 силовых агрегата. Основным выступает классический ДВС, функционирующий на бензине или дизельном топливе. А помогает ему электромотор.

Обычно электродвигатель включается в работу при движении на небольших оборотах. Это даёт возможность заметно экономить топливо, поскольку включается электрическая тяга, а ДВС в это время не работает. Когда осуществляется обратный переход на ДВС, аккумуляторы начинают восстанавливать свой заряд с помощью генератора, как и обычные автомобильные АКБ.

Ещё одним преимуществом гибридов выступает высокий уровень экологичности.

Рейтинг лучших гибридных моделей

В актуальный рейтинг попали машины, пользующиеся популярностью на международной арене. Некоторые модели официально не представлены в России, поскольку спрос на подобные транспортные средства в стране низкие. Но это не мешает им активно продаваться в других странах. Среди наиболее активных потребителей гибридов стоит выделить Европу, Японию и США.

Список фаворитов во многом ожидаемый. Никуда не делся и самый доступный, присутствующий даже на российском рынке, гибридный автомобиль в лице Toyota Prius. Именно эту модель чаще всего ассоциируют с машинами на комбинированном типе силовой установки. Но не только Prius достоин внимания. Есть ряд отличных моделей, которые обладают отличными эксплуатационными характеристиками. Именно они и оказались в числе топ-10.

В споре о том, какой гибридный легковой автомобиль лучше, сошлись представители следующих автокомпаний:

  • Chevrolet.
  • Volvo.
  • Toyota.
  • Honda.
  • Hyundai.
  • Kia.
  • Ford.
  • Lexus.

Теперь стоит взглянуть на конкретные модели, их возможности и основные преимущества. Это во многом поможет потенциальному покупателю выбрать себе самый лучший по индивидуальным требованиям и пожеланиям гибридный автомобиль.

Chevrolet Volt

Модификация с приставкой Hybrid открывает рейтинг 2020 года среди лучших в мире машин с гибридной силовой установкой.

Chevrolet Volt серый

Chevrolet Volt

Chevrolet Volt является 4-дверным хэтчбеком с передним приводом. Гибридная составляющая представлена в виде 149-сильного двигателя. Электромотор позволяет на электротяге проехать около 60 километров. Этого хватает для городских поездок и для того, чтобы добраться до АЗС, если вдруг закончилось топливо.

Гибридная версия Chevrolet Volt далеко не самая дешёвая среди конкурентов, но цена во многом справедливая. Достойный кандидат для открытия рейтинга.

Ford Fusion

Компании Ford всегда удавалось делать надёжные и безотказные автомобили, превосходящие самые смелые ожидания потребителей. Их гибридные модели не стали исключением.

Ford Fusion белый

Ford Fusion

Ford Fusion в России больше известен под названием Mondeo. Это большой вместительный седан с очень привлекательной внешностью и солидным уровнем оснащения уже в базовой комплектации. Есть и специальная версия Fusion Hybrid. Адекватная цена выгодно сочетается с достойными техническими характеристиками.

Машина стабильная на любых дорогах и на высоких скоростях. Уверенно чувствует себя в разных условиях. Плюс гибридная версия Fusion очень экономичная.

Toyota Camry

Буквально все поколения модели Camry были представлены в России. Даже автомобили 2-3 поколения остаются популярными на вторичном рынке. Но у отечественных дилеров вы не встретите гибридные версии новой Camry.

Toyota Camry черный

Toyota Camry

Автомобиль изначально позиционируется как один из лучших седанов европейского E-класса в мире. А тут ещё вариант с гибридной силовой установкой, что даёт модели ряд дополнительных преимуществ.

В основе гибридной силовой установки лежит электродвигатель и бензиновый ДВС объёмом 2,5 литра. С таким сочетанием машина разгоняется с места до 100 км/час буквально за 7,4 сек. На трассе на 100 км. пути гибриду Camry требуется 4,4 литра топлива, а в смешанном цикле расход увеличивается до 4,6 литров.

Volvo V60

Превосходный, безопасный, надёжный и современный универсал от шведского автопроизводителя. На его основе была выпущена гибридная версия, получившая приставку Plug-In Hybrid.

Volvo V60 серый

Volvo V60

В подкапотном пространстве располагается гибридный комплекс. Он включает в себя дизельный двигатель объёмом 2,4 литра на 214 лошадиных сил, и электродвигатель. На электротяге большой шведский универсал может проехать около 50 километров.

Важным преимуществом этого универсала является наличие системы подключаемого полного привода. Достаточно нажать специальную кнопку, после чего ДВС и электромотор синхронизируются, одновременно начиная вращать передние и задние колёса автомобиля.

Toyota Prius

Если говорить про самые известные и распространённые гибридные автомобили, то тут пальма первенства безо всяких сомнений достанется разным поколениям модели Prius производства компании Toyota. Prius стали популярными буквально сразу после своего дебюта. Но спрос не падал и при появлении многочисленных конкурентов.

Toyota Prius синий цвет

Toyota Prius

Toyota до сих пор уверенно удерживает лидерство по популярности среди гибридных машин. Prius доступный по цене, сменил уже не одно поколение, обладает экономичной силовой установкой.

Актуальная версия Prius предлагается с бензиновым 1,8-литровым двигателем на 98 лошадиных сил и электромотором. Суммарно они выдают 134 лошадки. В городе потребление топлива составит около 7 литров, в то время как на трассе расход сокращается до 5,5 литров на 100 км. пути.

Помимо экономичности, тихой работы и низкой стоимости в сравнении со многими современными гибридными машинами, Toyota Prius относится к числу наиболее простых и доступных в обслуживании. Не удивительно, что Prius активно продаётся и покупается на российском рынке.

Honda Insight

Очень симпатичный седан с приводом на передние колёса и гибридной силовой установкой под капотом. Основным выступает бензиновый двигатель объёмом 1,5 литра. Ему помогает пара электромоторов, что в сумме даёт мощность на 153 лошадиные силы.

Honda Insight черный

Honda Insight

Важно заметить, что один из электрических двигателей тесно связан с двигателем внутреннего сгорания, выполняя роль генератора. Второй же электромотор отвечает за вращение колёс при движении на небольшой скорости. Когда спидометр преодолевает определённую отметку, в работу включается бензиновый двигатель. Это позволяет машине в условиях города и при плотном трафике существенно экономить топливо, передвигаясь за счёт электрической тяги.

Hyundai Ionid

Автомобиль южнокорейского производителя построен на новой платформе. Она в будущем станет основной для создания новых гибридных и полностью электрических моделей компании Hyundai. Фактически Ionid выступает в роли первопроходца.

Но новая разработка от южнокорейского бренда приятно удивляет. В основе гибридной силовой установки лежит атмосферный двигатель объёмом 1,6 литра, которому помогает электрическая составляющая. В итоге удалось выжать 141 лошадиную силу.

Hyundai Ioniq синий

Hyundai Ioniq

Для водителей предлагается 2 основных режима работы двигателя. Это ЭКО и Спорт. В режиме ЭКО упор делается на минимальный расход топлива при максимальном запасе хода. Перейдя в режим Спорт, из машины удастся выжать максимум динамики, но запас хода сократится.

На 100 километров пути Hyundai требуют около 3,4 литров бензина. Отличный выбор для тех, кому требуется максимально экономичный гибридный автомобиль с прочной и устойчивой подвеской, симпатичной внешностью и богатым наполнением при адекватной цене. Многие предпочтут выбрать Ionid и по причине хорошего соотношения цены и качества.

Chevrolet Malibu

Достаточно популярная модель, выпускаемая под брендом Chevrolet. Существует специальная гибридная модификация большого седана с приставкой Hybrid.

Chevrolet Malibu серый

Chevrolet Malibu

Машина отличается солидными размерами, вместительным салоном, современной начинкой и высоким уровнем наполнения уже в стартовой комплектации. Если вам нужен большой гибридный седан, к этой модели точно стоит присмотреться.

Chevrolet Malibu в версии Гибрид комплектуется 1,8-литровым атмосферным ДВС, работающим на бензине, и парой электродвигателей. Это позволяет на 100 километров расходовать около 5,2 литров топлива. Уже в базовой версии Malibu может похвастаться наличие сразу 10 подушек безопасности.

Lexus RX450h

В сегменте гибридных автомобилей есть и отличные кроссоверы. Одним из самых ярких представителей этой категории справедливо считается гибрид в исполнении компании Lexus.

Lexus RX450h красный

Lexus RX450h

Японский кроссовер отличается солидной внешностью, дорогим наполнением, высококачественным исполнением. Гибридные версии предлагаются в стандартном формате и со специальными спортивными обвесами.

Под капотом кроссовера от Lexus расположился 4-цилиндровый двигатель объёмом 2,5 литра, а также электрическая составляющая. Суммарно мотор выдаёт 299 лошадиных сил. С такими характеристиками RX 450h с нуля до сотни разгоняется буквально за 7 секунд. Наличие электромотора позволило снизить расход топлива при столь высоких показателях мощности до 9 литров на 100 км.

Kia Niro

Честь замкнуть рейтинг лучших гибридных автомобилей досталась ещё одному кроссоверу, но на сей раз от южнокорейского производителя. Kia Niro привлекает к себе огромное внимание даже с гибридной силовой установкой. Версий с обычными двигателями внутреннего сгорания не предусмотрено.

В техническом плане производитель не даёт особого права выбора. Под капотом располагается 1,6-литровый бензиновый мотор с 16-клапанным газораспределительным механизмом и системой непосредственного питания. Такой мотор выдаёт 103 лошадиные силы и 147 Нм крутящего момента. В пару к нему ставят электродвигатель на 43 л. с. В итоге Kia Niro предлагает 146 лошадиных сил и 264 Нм.

Условным недостатком можно назвать тот факт, что исключительно на электромоторе Kia Niro передвигаться не способен. В смешанном цикле южнокорейский кроссовер потребляет около 4,2 литров топлива.

Kia Niro серый

Kia Niro

Список автомобилей с гибридными силовыми установками активно пополняется. Регулярно появляются новинки от ведущих автокомпаний и от предприятий, которые фактически только начинают активную деятельность на международной арене.

Гибридные моторы по многим показателям выигрывают у версий с классическими ДВС, работающими на дизельном топливе или бензине. Это промежуточный, переходной вариант между стандартными силовыми агрегатами и полностью электрическими силовыми установками. Объективно многие страны и отдельно взятые регионы банально не готовы пересесть на электромобили. Слишком плохо развита инфраструктура. Но и мириться с большим расходом топлива машин с обычными двигателями внутреннего сгорания они не могут. Поэтому отличным выходом из сложившейся ситуации может стать гибридная машина.

Стоит ли покупать гибрид конкретно в вашем случае, вопрос сугубо индивидуальный и зависящий от множества факторов. Ключевым можно справедливо считать возможность обслуживания, ремонта и активной эксплуатации в тех условиях, в которых находится автомобилист.

Заключение

Мы рассмотрели все типы гибридов и схемы их взаимодействия, но в целом существует множество видов, которые сложно отнести к одной из них, поскольку с течением времени технологии все больше смешиваются и дорабатываются.

На одних используют гидромуфты с редуктором вместо планетарной передачи, на других экспериментируют с задним расположением ДВС или вообще разносят по двум осям ДВС и электродвигатель. Конструкторы не останавливаются на достигнутом и все больше развивают это направление.

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.

Многообразие гибридных авто

Выпускаются и проектируются гибриды во всех классах автомобилей, начиная от обычных городских авто и заканчивая внедорожниками и спортивными моделями.

Разрабатывают гибридные автомобили и в России. Заметным явлением в этом направлении стал ё-мобиль компании «ё-Авто».

Гибрид компании ё-АВТО

Гибрид компании Ё-АВТО

Концепт гибрида компании Ё-АВТО внешне ничем не отличается от классического авто. И имеет вполне приличную комплектацию, не уступающую бензиновым или дизельным аналогам. А также внушительный набор средств безопасности водителя и пассажиров.

Примечание

Проект оказался провальным и на улицах мы этих машин так и не видим. Увы.

Далеко в производстве гибридных авто продвинулись автоконцерны Японии. Здесь лидирующие позиции в этом направлении автомобилестроения занимают фирмы Toyota и Honda.

Глобальный гибридный автомобиль Honda Insight 2010 года дебютировал на Международном автосалоне в 2009 году. Используя новейшую гибридную технологию Honda Motor Integrated ™ (IMA®) последнего поколения и новые, более экономичные методы производства, Honda Insight 2010 года определила новый этап в эволюции гибридных технологий, предоставив клиентам новый уровень доступности и комфорта.

Гибрид Honda Insight 2010 годГибрид Honda Insight 2010 года

Система IMA Insight имеет возможность работать исключительно на сохранение электроэнергии в определенных условиях езды на малых и средних скоростях. Она также обеспечивает дезактивацию цилиндров в бензиновом двигателе во время торможения и отключение двигателя при остановке транспортного средства.

Благодаря инновационным технологиям, Honda Insight обеспечивает максимальную дальность пробега авто на одной зарядке более 600 километров.

Не отстают от японцев и американцы. Здесь лидирует амбициозная и быстрорастущая компания Tesla, представившая в 2008 году на авторынок первый серийный полностью электрический спортивный автомобиль — родстер Tesla. Roadster также был первым серийным автомобилем, использующим литий-ионные аккумуляторные батареи и первый электрический аккумулятор массового производства, который позволил проехать более 200 миль (320км) на одной зарядке. А рекорд, установленный новой Tesla Model S, составляет уже 900 километров на одной зарядке.

Гибрид Tesla S 2013 годаГибрид Tesla S 2013 года

Наряду с этими выдающимися преимуществами гибридные автомобили, к сожалению, имеют и ряд недостатков.

Автомобили с ДВС и электромобили

Прежде чем приступить к анализу гибридных двигателей, давайте сравним двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели. Обыкновенное авто на одной заправке может проехать четыреста–пятьсот километров. Заправка не вызовет никаких проблем – заправочных станций сегодня много и сам процесс заливки топлива потребует всего несколько минут. Мощность таких двигателей достаточно высокая, что очень нравится многим автолюбителям. Но здесь есть несколько довольно больших минусов – это стоимость бензина и загрязнение окружающей среды. К сожалению, на стоимость бензина владельцы данных транспортных средств и автопроизводители повлиять не в силах, и год от года она только растёт. А вот второй недостаток сегодня выходит на первое место. Многие страны вводят административное регулирование выхлопных газов, да и многие автомобилисты сами не хотят наносить окружающей среде чрезмерный ущерб.

Электромобили по многим параметрам превосходят авто с ДВС. Это полное отсутствие выхлопов, да и «заправка» будет обходиться гораздо дешевле. Но и недостатков здесь тоже достаточно. В первую очередь большинство автомобилистов не хотят переходить на электромобили потому, что они гораздо менее мощные и не могут развивать желаемую скорость. Этот факт в городских условиях не играет особой роли, но вот при передвижении по трассам за городом недостаток часто ощутим. Ещё одной немаловажной проблемой может стать тот факт, что в нашей стране практически отсутствует инфраструктура, направленная на обслуживание таких машин – нет ни мест подзарядки аккумуляторов, ни хороших автосервисов. Такие автомобили на одной зарядке могут пройти до 160 км., но вот сама подзарядка аккумулятора потребует не менее двух часов, что не всегда удобно.

Классификация по степени электрификации

Микрогибрид

Несмотря на то, что так называемые микрогибриды с рекуперацией энергии торможения и автоматикой старт- стоп уже сегодня вносят значительный вклад в экономию топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу, воздействия на привод они не оказывают. Поэтому в узком смысле слова они не являются гибридными автомобилями.

Пример микрогибридной системы

Система i-StARS от фирмы Valeo может остановить двигатель еще до полной остановки автомобиля, то есть как только скорость упадет ниже 8 км/ч (в случае автоматической коробки передач) и 20 км/ч (в случае механической коробки передач). Таким образом, оптимизируется расход топлива и упрощается вождение автомобиля. Регенеративная функция тормоза срабатывает, как только водитель снимает ногу с педали акселератора. Затем система отправляет электронный сигнал на стартер генератор, вследствие чего кинетическая энергия автомобиля преобразуется сразу же в электрическую энергию, заряд аккумуляторной батареи. Этим достигается значительное сокращение расхода топлива.

Мягкий гибрид

Мягкий гибрид не работает на чистом электричестве. Электродвигатель только поддерживает ДВС.

Энергия для электродвигателя поступает, например, от использования энергии торможения.

В обычных автомобилях энергия движения — или кинетическая энергия — преобразуется при торможении в тепло на тормозных дисках. Тепло просто безвозвратно выбрасывается в окружающую среду. В гибридных автомобилях кинетическая энергия улавливается генератором и накапливается в высоковольтной аккумуляторной батарее.

Пример для системы с мягким гибридным приводом: Honda IMA (встроенный ассист двигателя)

Стартер-генератор расположен между двигателем и коробкой вместо маховика.

Одним из преимуществ автомобилей с мягким гибридным приводом является тот факт, что ДВС, который реализует, по существу, свою мощность в зоне средних и высоких оборотов, комбинируется с преимуществами электродвигателя, который развивает свою силу на низких оборотах. Гибридная система, поэтому, может рассматриваться как усилитель мощности и эффективности.

В целом, можно сказать, что посредством «уменьшения» ДВС снижается расход бензина, а также выбросы в окружающую среду. Однако клиенты не готовы принять малую мощность. Автомобиль с гибридным приводом при помощи электродвигателя может компенсировать недостающую мощность, например, при разгоне или ускорении.

Характеристика мощности и крутящего момента Honda-IMA

Рисунок. Характеристика мощности и крутящего момента Honda-IMA

Обзор системы Mercedes S400 HYBRID

Рисунок. Обзор системы Mercedes S400 HYBRID

  1. 12-В-генератор
  2. ДВС
  3. Электродвигатель
  4. 7-ступенчатая автоматическая коробка передач
  5. Модуль силовой электроники
  6. Модуль высоковольтной аккумуляторной батареи
  7. Модуль DC/DC-преобразователя
  8. 12-В-батарея

Другой пример мягких гибридов

Mercedes S 400 HYBRID имеет параллельный гибридный привод. При такой концепции привода как ДВС, так и электродвигатель механически соединены с ведущими колесами (параллельная схема двигателей). Мощности обоих двигателей могут суммироваться, в результате чего отдельные мощности двигателей могут быть меньшими. Движение на одном только электродвигателем невозможно.

Полный гибрид

Полный гибрид приводится в действие местами только электродвигателем. Технической основой полного гибрида является разветвленный, комбинированный или последовательный гибрид.

Audi А1 e-tron

Рисунок. Audi А1 e-tron в качестве последовательного полного гибрида

Пример автомобиля с полным гибридным приводом

Audi А1 e-tron приводится в действие электродвигателем с максимальной мощностью 75 кВт/102 л.с. и максимальным крутящим моментом 240 Нм. Передача усилия происходит при помощи одноступенчатой коробки передач. Запас хода А1 при работе только на электричестве: 50 км. Если литийионный аккумулятор, установленный перед задним мостом, разряжен, то самая маленькая модель фирмы Audi приводится в действие, как и Opel Ampera или Chevrolet Volt, при помощи небольшого ДВС.

Литий-ионный аккумулятор расположен в основании кузова перед задним мостом, чтобы оптимизировать распределения веса и центр тяжести автомобиля А1 e-tron массой 1,2 т. Литий-ионный аккумулятор весом 150 кг имеет емкость 12 кВт/ч.

Коробка передач с двумя электродвигателями для привода

Рисунок. Коробка передач с двумя электродвигателями для привода

Другой пример

BMW Х6 ActiveHybrid

Мощные электромоторы (67 кВт/91 л.с. и 63 кВт/86 л.с.) компактно размещаются в активной, двух режимной трансмиссии, в корпусе размером с обычную автоматическую коробку передач.

В зависимости от дорожной ситуации привод осуществляется или посредством электродвигателей, или посредством ДВС, или попеременно обоими приводами.

  • В режиме 1 при малой скорости с использованием электромашин, прежде всего, обеспечивается значительное сокращение расхода топлива, а также создается дополнительная сила тяги.
  • В режиме 2, напротив, электрически передаваемая мощность на высокой скорости падает с одновременным увеличением КПД ДВС (благодаря коррекции точки нагрузки) и топливной эффективности.

И в этом режиме обе электромашины работают по разному и наряду с электрической поддержкой привода и функцией генератора, в частности, отвечают за эффективное переключение передач.

Расположение компонентов в автомобиле

Рисунок. Расположение компонентов в автомобиле

  1. Теплообменник охлаждающей жидкости трансмиссионного масла
  2. Трубопроводы для трансмиссионного масла
  3. Двухдисковый маховик
  4. Высоковольтные провода
  5. Корпус активной коробки передач
  6. Гибридный механизм блокировки при парковке
  7. Электрогидравлический модуль управления
  8. Насос для трансмиссионного масла с электрическим/механическим приводом

Привод дополнительных агрегатов в автомобилях с полным гибридным приводом

Основной проблемой является привод дополнительных агрегатов, которые при остановке двигателя должны работать. Приводимые ранее в действие посредством ДВС компоненты теперь должны работать только на электричестве.

Электрический вакуумный насос

Функции вакуумного насоса:

  • обеспечение пониженного давления в усилителе тормозного усилия,
  • поддержание подачи пониженного давления в режиме старт/стоп.

Электрогидравлический усилитель рулевого управления

Для работы усилителя рулевого привода во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить усилитель и ДВС и обеспечить независимую поддержку рулевого управления. Благодаря такой поддержке по мере необходимости одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива.

Компрессор кондиционера с электроприводом

Для обеспечения достаточной мощности охлаждения салона автомобиля во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить привод компрессора кондиционера и ДВС и обеспечить независимое кондиционирование салона, а также независимое охлаждение высоковольтной батареи. Это выполняется при помощи компрессора кондиционера с электрическим приводом. Благодаря такому охлаждению одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива. Электрический компрессор кондиционера отвечает за всасывание, сжатие хладагента и прокачивания его через систему. Электрический компрессор кондиционера в зависимости от температуры испарения плавно регулируется блоком управления кондиционера в диапазоне от 800 до 9000 мин^-1.

Система «старт-стоп»

Элементарной формой «гибридизации» является «старт-стоп». Электромотора в таких машинах нет и в помине, но стартер может работать вместо генератора какое-то время.

Mazda i-ELOOP

По сути, энергия подбирается с дороги, а затем идет на перезапуск движка, питание светотехники и электроприборов. Данную технологии используют в своих автомобилях производители Hyundai, Пежо, Mazda и пр.

Последовательные гибриды

Данная категория гибридных автомобилей отличается простотой устройства. Представьте себе авто, в котором двигатель не вращает ни одно из колес механическим способом, зато есть бортовой генератор. Его роль исполняет ДВС. К сожалению, эффективность таких решений относительна, потому и купить подобную модель на рынке не так просто.

Chevrolet Volt фото

Первое, что приходит на ум – Вольт с 80-километровым пробегом. Автомобиль полностью ориентирован на электрическое вождение. Если же систему будет питать 1,5 литровый движок внутреннего сгорания, можно проехать куда больше – 676 км.

Параллельные гибриды (мотор между ДВС и КПП)

Следующий вариант гибрида подразумевает жесткую связь мотора с колесами. Будучи встроенным в КПП, ДВС не нарушает общую компоновку. Такую схему принято считать параллельной, поскольку одновременно работают два мотора.

Volkswagen Golf GTE фото

Водитель выбирает режим, в котором ему комфортно ехать:

  1. Бензиновый мотор вместе с электродвижком вращают колеса.
  2. Электродвигатель работает как генератор и накопляет энергию «на черный день».

Примером интеграции электрического мотора в коробку передач может служить авто Фольксваген Golf GTE.

Параллельные гибриды (мотор отдельно от ДВС и КПП)

Большинство электро-бензиновых автомобилей Тойота и Lexus являются параллельными гибридами. Электрический мотор у них не сблокирован с КПП и движком. Конструкция сложная и вместе с тем очень эффективная. Ведь помимо батареи и электрики, имеется двигатель внутреннего сгорания, два электромотора.

Особенности гибридных автомобилей

Объединяет их планетарная передача (особая конструкция из осей и шестерен, объединяющая и преобразующая крутящий момент). Один электромотор представляет собой 2 в 1 (стартер и генератор), второй рекуперирует электричество при замедлении. Классическая трансмиссия заменена планетарной передачей, а силовые модули контролирует электроника.

Peugeot 3008 RXH фото

Несколько упрощенную схему того, что придумала Toyota, используют автомобили Volvo и Peugeot. Над передней осью трудится турбодизель, за работу задней отвечает электродвигатель. Если возникла необходимость, гибрид начинает функционировать как последовательно-параллельный, тогда как авто является заднеприводным.

Какой гибрид лучше?

Можно с уверенностью сказать, что будущее за машинами формата plug-in. Хотя бы потому что они ощутимо экономят топливо. Однако стоит понимать, что вам придется обеспечить такое транспортное средство хорошей зарядной инфраструктурой. Если это невозможно, выгоднее сделать выбор в пользу обычного полного гибрида.

Особенности гибридных автомобилей

Умеренные гибриды – давно вымирающий вид. Кому нужен автомобиль, который без участия ДВС и двигаться неспособен? А вот у микрогибридов светлое будущее также есть. Если сопоставить затраты и достигаемый эффект, получается весьма заманчивая картинка.

Что в итоге?

Покупка гибридного авто — отличный способ экономить топливо и заботиться об окружающей среде. Ничего страшного в приобретении автомобиля с гибридной установкой нет, главное при покупке авто все как следует проверить. Если вам попадется достойный экземпляр, поверьте, проблем с ним не будет. В принципе, при покупке обыкновенных авто с дизельным или бензиновым мотором, можно “попасть” на гораздо более серьезную сумму, нежели при покупке гибрида. Единственный недостаток в том, что обычное авто вам починят практически везде, а вот с гибридом не все так однозначно.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

Если уж мы начали о смешении технологий, то следует пояснить, как это касается и затронутой нами темы. Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного. Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя.

Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов. Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы.

А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее. Автомобили с гибридным двигателем умеют сами себя обслуживать, касается это электрической части мотора. Электрический компонент не бездельничает, пока работает топливный, он аккумулирует вырабатываемую энергию, чтобы потом снова пустить ее в дело.

Не исключены ситуации, когда оба элемента двигателя работают одновременно, например, при разгоне, когда от автомобиля требуются большие силовые затраты.

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.

Читайте также: Что такое тормозной суппорт и как он работает

Иногда производители вводят в заблуждение клиентов, называя гибридами системы, где электропривод используется лишь для запуска основного мотора в режиме «старт-стоп».

Поскольку связи электродвигателей с колёсами и возможности движения на электротяге здесь нет, то такие машины к гибридным относить некорректно.

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.

К сведению: Как проверить форсунки дизельного двигателя

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.

Достоинства и недостатки гибридов

Как и всякий компромисс, гибриды уступают чистым электромобилям и привычным классическим на нефтяном топливе.

Но при этом дают выигрыш по ряду свойств, для кого-то выступающих главными:

  • упрощение средств, применяемых для борьбы с вредными выбросами ДВС;
  • достижение некоторой экономии топлива, как бы это ни оспаривалось;
  • возможность передвижения на чистой электротяге там, где применение ДВС запрещено;
  • достаточно простое наращивание заявленной мощности;
  • невозможность, в отличие от электромобиля, остаться без энергии вдали от электрической сети.

Все недостатки связаны с усложнением техники:

  • потребность в грамотном персонале, специально обученном работе с гибридами;
  • увеличение массы транспортного средства, на что тоже тратится топливо;
  • более высокая цена автомобиля;
  • проигрыш электромобилям из-за сохранения ДВС и всего, что с ним связано;
  • пока ещё недостаточно отработанные технологии и отсутствие единого подхода к конструированию;
  • плохая экологичность в производстве батарей и их утилизации.

Вполне возможно, что производство гибридов сохранится и после полного исчезновения классических автомобилей.

Это надо знать: Моторное масло с Молибденом — плюсы и минусы

Но произойдёт это только если будет создан единый компактный, экономичный и хорошо управляемый двигатель на углеводородном топливе, который станет хорошим дополнением к электрическому автомобилю будущего, существенно повысив его пока недостаточную автономность.

Электромотор автомобиля Тойота

Конструкция гибридного синергетического привода предусматривает использование тягового электродвигателя. Мощность электромотора Тойота Приус- 56 кВт, 162 Нм. Этот агрегат обеспечивает движение автомобиля со старта и до набора постоянной скорости, включается, когда машина идет на обгон и участвует в торможении. Вся система Тойоты Приус продумана до мельчайших деталей. Зарядка гибридного автомобиля осуществляется в процессе движения, от ДВС через управляющий генератор.

История создания

Идея создания гибридного двигателя появилась еще в начале ХХ века. Эта мысль пришла в голову известному сегодня конструктору и основателю одноименного бренда Фердинанду Порше. Сначала он построил автомобиль только с одним электрическим мотором. Через некоторое время конструктора посещает идея о значительной модернизации модели. И Порше встраивает в схему трансмиссии сразу два бензиновых агрегата. Они питали энергией электродвигатели, которые устанавливались непосредственно на колеса и приводили их в движение. Часть невостребованной энергии (своего рода излишки) перетекала в аккумуляторы, где скапливалась, и впоследствии расходовалась когда это было необходимо. Однако в те времена идея гибридного двигателя не стала востребованной. Это обуславливалось дороговизной подобных машин и более высокой сложностью их обслуживания. Кроме того, вопрос экономии топлива стоял тогда не настолько остро как сегодня. К идее создания гибридного средства передвижения вернулись только в шестидесятых годах прошлого столетия, когда в мире случился бензиновый кризис. Основная работа велась в Америке. Конструктор Виктор Воук совместил роторный бензиновый двигатель с электрическим мотором на автомобиле Buick Skylark. Результаты оказались впечатляющими. Расход горючего уменьшился наполовину.

В СССР тоже велись подобные разработки. Руководил ими ученый Нурбей Гулиа. Советские конструкторы создали прототип грузовика с гибридным двигателем на базе УАЗ-450. Велись работы и по созданию гибридных автобусов. Однако востребованными эти технологии в Советском Союзе так и не стали.

Гибридный двигатель на ПоршГибридный двигатель на Порш

Массовое производство серийных машин с гибридными двигателями началось на рубеже двадцатого и двадцать первого веков. Самым популярным гибридным автомобилем и по сей день является Тойота Приус. Первая модель этой машины увидела свет еще в 1997 году. С тех пор она неоднократно обновлялась и подвергалась рестайлингу. Наибольшую популярность автомобили, имеющие гибридный двигатель, завоевали в США. Там очень популярны не только компактные машины, но и внедорожники, и даже спортивные автомобили с такими двигателями.

Видео – Гибридные автомобили

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.

Батарея для гибридного двигателя

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.

Не паникуйте!

Интернет-форумы – чрезвычайно полезный источник информации о надежности автомобилей. Единственный существенный недостаток таких сообществ – паника при встрече с незначительными и редко встречающимися дефектами. В интернете легко найти многочисленные описания неисправностей, приключившихся с Приусом или Лексусом. Например, отказы инвертора – устройства, преобразующего постоянный ток в переменный.

Обычного читателя подобного рода сообщения приводят в ужас. Но паниковать не стоит, так как гибридных автомобилей в тысячи раз больше, чем драматичных случаев, число которых можно пересчитать по пальцам одной рукой. Просто каждая такая ситуация настолько необычная, что вызывает большой резонанс и создает ошибочное впечатление, что проблемы – обычное дело владельцев гибридов.

Тем не менее, опрошенные нами механики и собственники гибридных автомобилей, хотя и слышали о малоприятных сюрпризах, в реальности с ними не сталкивались. А один из крупнейших официальных сервисных центров Toyota за все время менял батарею высокого напряжения всего два раза, да и то на совершенно новых автомобилях из-за слишком долгого пребывания на таможне, где не осуществлялась подзарядка батареи, необходимая гибриду, как воздух для всего живого.

При слишком редком использовании автомобиля схожие ситуации возникают и среди владельцев Honda Civic IMA. Если емкость батареи падает ниже 30%, то компьютер выдает сообщение о том, что зарядка невозможна и необходима замены аккумулятора. Но это единичные случаи.

Действительно ли гибрид экономичный?

Гибрид – автомобиль, чувствительный к температуре окружающей среды. Пока он полностью не прогреется, двигатель внутреннего сгорания будет работать все время, а расход топлива заметно вырастет. Так, в зимний период при поездках на короткие расстояния бортовой компьютер порой показывает 11-12 л/100 км.

Вождение гибрида требует специфических навыков. Скорость следует набирать быстро, а далее выдерживать крейсерский режим с очень нежным нажатием педали газа. В таком случае Тойота Приус будет потреблять в городе около 5 литров на 100 км, а Yaris Hybrid – даже ниже 4,5 л/100 км.

Многие задаются вопросом безопасности гибридных автомобилей. Больше всего аварий с участием таких машин происходит в США. Тамошние аварийные службы успокаивают, что вероятность поражения высоким напряжением минимальна. Главное не касаться проводов и компонентов, отмеченных оранжевым цветом.

Заключение

Самый главный вывод – не надо бояться гибридов. Вероятность замены батареи гораздо ниже, чем вероятность дорогостоящего ремонта дизельного агрегата. Кроме того, гибридные автомобили отличаются невероятной стойкостью к эксплуатации в непростых городских условиях.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...