Суть работы гибридных «сердец»

Принцип работы гибридных автомобилей

Не стоит путать гибридный мотор с полноценным электромобилем. Электроустановка задействуется в некоторых случаях. Например, в городском режиме, когда машина стоит в пробке, использование двигателя внутреннего сгорания приводит к его перегреву, а также к повышению уровня загрязнения воздуха. Для подобных ситуаций активируют электрическую установку.

По конструкции гибрид состоит из:

  • Основного силового агрегата. Это бензиновый или дизельный двигатель.
  • Электрического мотора. В зависимости от модификации их может быть несколько. По принципу действия они тоже могут быть разными. Например, одни могут использоваться в качестве дополнительного привода для колес, а другие – как помощник двигателю при старте машины с места.
  • Дополнительной батареи. В некоторых автомобилях она имеет небольшую емкость, запаса энергии которой достаточно для активации на непродолжительный период электроустановки. В других этот элемент питания имеет большую емкость, чтобы транспорт мог свободно передвигаться от электричества.
  • Электронной системы управления. Сложные датчики контролируют работу ДВС и анализируют поведение машины, на основании чего активируется/деактивируется электромотор.
  • Инвертора. Это преобразователь нужной энергии, идущей от аккумулятора на трехфазный электромотор. Данный элемент также распределяет нагрузку на разные узлы в зависимости от модификации установки.
  • Генератора. Без этого механизма невозможна подзарядка основной или дополнительной батареи. Как и в обычных автомобилях, генератор приводится в движение благодаря работе ДВС.
  • Системы рекуперации. Большинство современных гибридов оснащаются такой системой. Она «собирает» дополнительную энергию от таких узлов автомобиля, как тормозная система и шасси (когда авто движется накатом, например с горки, преобразователь собирает высвобождающуюся энергию в батарею).

Силовые агрегаты гибридной установки могут работать как по отдельности, так и в паре.

Планы по дальнейшему развитию гибрида

В разработке новых модификаций компания ориентируется на несколько направлений. Наиболее важным на данный момент является улучшение модели. Работой над этой частью занимаются дизайнеры, которые проектируют экстерьер. В первых поколениях создателям удалось достичь значительного результата в виде снижения коэффициента аэродинамического сопротивления, который на сегодняшний день оптимален у модели «Тойота-Приус-Гибрид». Принцип работы на основе альтернативных источников питания также будет развиваться, в том числе за счет солнечных батарей. Инженеры активно занимаются проектированием способов их установки на крышу. Как предполагается, за счет этого элемента автомобиль сможет обеспечивать работу системы климат-контроля.

Общее описание

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой — экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение — геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов «черного золота». Одним из вариантов решения этой проблемы являются гибридные силовые установки, состоящие из обычного ДВС и электродвигателя. В отличие от электромобилей и автомобилей на топливных элементах, которые все еще остаются “автомобилями будущего”, гибриды уже с 1997 года выпускаются серийно.

Давайте сравним автомобиль с обычным ДВС и электромобиль. Обыкновенный автомобиль способен проехать без дозаправки четыре-пять сотен километров и при этом отравить атмосферу некоторым объёмом вредных веществ. Заправочных станций предостаточно в любом регионе, и пополнить запасы топлива можно за считанные минуты. Электромобиль может проехать на одном заряде батарей порядка 80-160 км. Он экологически чист, бесшумен и практически безупречен до того момента, пока не наступает очередь подзарядки аккумуляторов. У существующих в наше время «электрических» машин этот процесс длится несколько часов.

Гибридные автомобили берут все лучшее от обоих моторов: ДВС и электрического. Достоинство первого – в удобном энергоносителе, жидком топливе, а второго – в выдающихся моментных характеристиках. В отличие от ДВС, электромотор не нужно заводить и «раскручивать». Он может «стоять и ждать» не потребляя энергии. Но как только дали ток, сразу получили максимальную тягу на колесах. Электродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания в режиме частых стартов и стопов (т.е., при езде в городском цикле). Двигатель внутреннего сгорания, наоборот, более эффективен на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах.

В гибриде оба двигателя работают друг на друга. ДВС крутит генератор и питает энергией электромотор. Тот, в свою очередь, позволяет ДВС работать без резких разгонных нагрузок, в наиболее благоприятных режимах. Практически все современные гибриды имеют систему рекуперации или, по-русски, «возврата энергии». Суть ее в том, что при торможении или при движении машины накатом, электродвигатели начинают крутиться от колес и работать как генераторы, заряжая батарею. Отсюда – меньший износ, экологичность и экономичность (особенно в городском цикле.)

Итак, перед нами технологичный прогрессивный автомобиль, в котором нивелируются недостатки и объединяются достоинства двух моторов. Но.., рано хлопать в ладоши, и послушаем, что говорят скептики.

Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, не любят морозов, подвержены саморазряду, срок службы их ограничен несколькими годами. А «экономность» гибрида прямо связана с состоянием АКБ. Кроме того, существует проблема утилизации отработанных батарей. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт возьмется далеко не каждый. Кроме того, высокую экологичность и экономичность гибридов многие тоже ставят под сомнение. Так, ряд тестов, проведенных авторитетными автомобильными изданиями, показал, что гибриды дают заметную экономию топлива только в городе, при движении же в смешанном цикле незначительно, а за городом существенно проигрывают современным дизелям. Почетное звание «Самый экологичный автомобиль года» в 2007 и 2008 годах присуждалась также автомобилям с дизельными моторами.

Рассмотрим подробнее, какими бывают и как устроены гибриды.

По степени гибридизации их делят на «умеренные»,«полные» и plug-in. «Полный» в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умеренный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется дополнительная мощность. Гибрид с подзарядкой (plug-in hybrid) – такой гибрид можно включать в розетку для подзарядки. В результате обладатель подобного гибрида получает все преимущества электрического автомобиля, без самого большого недостатка: ограниченного пробега на одном заряде. Когда электрический заряд заканчивается, подключается ДВС и автомобиль превращается в обычный гибрид.

По принципу взаимодействия электрической и топливной составляющих авто, гибридные приводы принято разделять на три вида: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный.

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.

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Сначала стоит обратить внимание на сильные стороны электропривода как такового:

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

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

Статья в тему: Самостоятельная замена помпы автомобиля Opel Astra

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

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

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

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

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

Гипоплазия правых отделов сердца – не приговор

Так выглядела наша пациентка 12 лет назад

Мирослава родилась 12 лет назад с тяжёлым пороком сердца – синдромом гипоплазии правых отделов сердца: резкой гипоплазией правого желудочка, гипоплазией трёхстворчатого клапана и атрезией клапана легочной артерии. Это значит, что отверстие, через которое кровь попадала бы из сердца в лёгкие, отсутствовало, поэтому операцию нужно было выполнить как можно скорее – пока у ребёнка ещё функционировали пути соединения между большим и малым кругами кровообращения, закрывающиеся с возрастом. Обычно детей с такими диагнозами оперируют хирургически путём наложение нескольких анастомозов; дети получают всего один полноценный желудочек и в перспективе являются кандидатами на трансплантацию.

Но девочке повезло: в далёком 2006 году врачи института Амосова Андрей Максименко и Игорь Дитковский впервые в Украине выполнили эндоваскулярную операцию – перфорацию клапана легочной артерии с последующей балонной дилатацией. С этого момента кровь потекла в лёгкие физиологическим путём, что создало условия для роста правого желудочка. Через год мы наблюдали значительное увеличение полости правого желудочка и трёхстворчатого клапана, но клапан легочной артерии оставался стенозированным. Балонную дилатацию повторили, и градиент на клапане снизился до нормальных величин.

Гипопластический и “слепой” правый желудочек

Путь крови из правого желудочка в легочную артерию открыт

Сейчас Мирослава вернулась к нам на операцию по поводу пусть и не столь грозного, но потенциально опасного порока. У девочки был дефект межпредсердной перегородки, который мы эндоваскулярно закрыли окклюдером. Дорогостоящее оборудование было подарено девочке благотворителями.

Уникальность данного случая – в том, что сложный порок был этапно корригирован эндоваскулярным методом, и девочка получила абсолютно здоровое двухжелудочковое сердце.

Сейчас в институте Амосова рутинно выполняют такие операции, но нашу первую пациентку мы помним всегда.

Счастливая Мирослава выписывается домой

Другие статьи

Годовой отчёт за 2018 год
17.01.2019

Первые TAVI нашего отделения
29.12.2018

Четыре миллиона для детских сердец
25.12.2018

Эндоваскулярное протезирование аортального клапана
13.12.2018

Закрытие ушка левого предсердия при мерцательной аритмии
13.08.2018

Все статьи

Важная информация для пациентов

Мы специализируемся на лечении сердца современным методом с применением лучших технологий

Посмотрите, чем мы
можем вам помочь

Более 300 имплантаций окклюдеров, стентов и спиралей ежегодно

Наибольшее количество операций среди кардиоцентров Украины

Комментарии

МИР, Родной Кавказ и матушка Россия

Андрей
вчера в 21:33

Алтайский вор из ФКТ “Алтай”

arifmetic
вчера в 21:10

Нынешний мафиозный АК ВП СССР!

uropb
вчера в 15:05

Кризис на пальцах

А Сидороввалуа
16 февраля в 19:05

Строительство социализма (коммунизма)

Валерий Вагин
16 февраля в 17:51

Жириновский, магнитная буря и благодать

А Сидороввалуа
15 февраля в 10:24

Зачем русских лишают воли; Что делать?

Дмитрий Шевцов
14 февраля в 20:39

Планы страшней ковидных и светлячок

А Сидороввалуа
11 февраля в 14:43

Пролетариат и управление обществом. Взгляд психолога

uropb
10 февраля в 05:12

“Sein” логики Гегеля – основа теории систем.

Александр собянинбуржец
10 февраля в 00:34

Экономия и частица “не”

Александр собянинбуржец
9 февраля в 22:52

Что мы знаем о суверенитете?

А Сидороввалуа
8 февраля в 14:17

А пока – токсичная китайская подружка…

Радмир Филиппов
7 февраля в 22:38

“Дівчина” нашару

Виктор Хохлачёв
5 февраля в 10:44

Наши в Африке

Валерий
4 февраля в 18:28

Охранители и всепропальщики. Как преодолеть конспирологическое управление

Mstislav
3 февраля в 15:29

Истинное и ложное, как различить. Что есть КОБ? Совесть и стыд. Право на развитие

Александр Вершинин
3 февраля в 07:19

Кто научит перехитрить эпоху обслуживания неравенства В.Ефимов С.Грошев Л.Толстой А.Пасечник

Дмитрий Шевцов
2 февраля в 20:41

Речь Путина на Валдае: Будущее русской глобальной политики на 22 года

А Сидороввалуа
1 февраля в 15:10

Казахская прочистка наших мозгов

Валерий
22 января в 22:37

Хроники пробуждения цивилизации: Путь

Александр собянинбуржец
20 января в 00:50

Что несёт Расе-Руси-России “Конец” христианского “Света”-3 (ОКОНЧАНИЕ)

Алексей Михайлович
19 января в 22:53

“Летучий корабль”, как воплощение русской мечты.

Сфера
17 января в 10:33

Либерализм как инструмент крушения СССР

Алексей Михайлович
16 января в 23:28

Концептуальное движение. Истоки и будущее

Алексей Михайлович
16 января в 23:11

“Что библией вбито,…оглоблей не вышибешь”?..

Алексей Михайлович
16 января в 23:03

Ковидла и СССР

А Сидороввалуа
14 января в 09:23

Педофилия как общественный порок

Емеля
10 января в 22:08

Обращение от большинства к меньшинству!

Алексей Михайлович
9 января в 00:22

Прогноз процессов

Валерий Вагин
5 января в 17:22

Великая Перезагрузка или будущее не для всех

Борис
27 декабря 2021 в 13:09

Учите уроки истории…

Алексей Михайлович
25 декабря 2021 в 22:32

Гибрид против бензина и электричества

Слева индикатор батареи. От дома до работы в пробке успевает зарядиться, но только благодаря старой батарее

Разница в эксплуатации гибридного и бензинового Honda Civic довольно велики. Начнем с расхода на топливо (без учета работы систем):

  • по городу паспортный — 220 руб./100 км против 400 руб./км
  • по городу реальный — 280 руб./100 км против 450 руб./км
  • по трассе паспортный — 220 руб./100 км против 250 руб./км
  • по трассе реальный — 230 руб./100 км против 280 руб./км
  • смешанный цикл реальный — 300 руб./100 км против 370 руб./км
  • пробка реальный — 200 руб./100 км против 400 руб./км

Налог на бензиновый Civic ниже, поскольку суммарная мощность двигателя ниже: среднестатистический Civic 8 того же модельного года оснащается агрегатом на 140 л.с., тогда как владелец Hybrid вынужден платить за оба мотора суммарной мощностью 200 л.с.

Шильдик “Hybrid” в России все равно ничего не дает

Региональные льготы или экспертиза для корректировки таможенных документов позволяют отказаться от оплаты второй части, тогда Hybrid оказывается выгоднее.

Скоро плюсов будет больше: в Ульяновской области с 1 января 2020 мощность электродвигателя не облагается налогом, а владельцы полностью электрического транспорта освобождаются от уплаты.

Тем не менее, основная проблема гибридной версии — высокая стоимость комплектующих. Новая батарея, которая в северном климате просится на замену спустя 10 лет, стоит от 200 тыс. руб., контрактная — 70 тыс. руб.

Поскольку машина оснащается только вариатором, каждые 5 лет рекомендуется (приходится, иногда чаще) менять КПП. Сейчас это не меньше 40 тыс. Капризный агрегат.

История гибридных автомобилей

История создания гибридных автомобилей началась еще в конце XIX века. В 1897 году совмещением электрического мотора и ДВС занялась компания Parisienne des Voitures Electriques. При этом первой машиной-гибридом многие считают Lohner-Porsche, которая была разработана и выпущена уже в начале XX века. Активной разработкой таких моторов занималась и компания General Electric. В Соединенных Штатах созданием гибридов заинтересовался Виктор Воук, который начал работать в этом направлении в 1960-1970-х годах.

Создание автомобилей с гибридным двигателем в СССР курировалось Нурбеем Гулиа. Одним из представителей такого транспорта стал Уаз 450, где маховик накапливал энергию, а роль трансмиссии брал на себя вариатор ленточного типа. В 70-х годах прошлого века были организованы испытания автобусов для городской эксплуатации.

Разработчики создали двигатели, работающие на базе баллонов со сжатым азотом и маслом. Такая особенность позволила уменьшить расход почти вдвое, а также добиться значительного снижения количества вредных выбросов.

Основные преимущества и недостатки гибридных авто

Главным плюсом от использования тандема ДВС и электромотора стало заметное снижение расхода горючего. Показатель расхода топлива у современных гибридных машин до 30 % меньше по сравнению с обычными авто. Сжигание меньшего количества бензина или солярки одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные авто являются более экономичными и дружелюбными к окружающей среде сравнительно с традиционными аналогами, которые оснащаются только ДВС. Также гибриды производят меньше шума в процессе работы.

Что касается электромобилей, гибридные решения сравнительно с электрокарами имеют больший запас хода, а также являются «универсальными» с точки зрения повседневной эксплуатации. Гибрид не требует обязательной зарядки от электросети и заправляется простым бензином. После сжигания топлива часть энергии накапливается в аккумуляторе, от которого приводится в действие электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора выступает рекуперация торможения, то есть преобразование кинетической энергии движущегося авто в электричество.

Также гибридные авто имеют целый ряд конструктивных решений и максимум вспомогательных систем для высокой экономичности и снижения уровня вредных выбросов: система старт-стоп, изменение фаз ГРМ, система EGR, подогрев ОЖ отработавшими газами и т.д.

К недостаткам гибридов эксперты относят высокую начальную стоимость, а также определенные сложности в процессе ремонта и обслуживания подобных машин. Еще одним минусом является возможный критический разряд аккумулятора гибрида и быстрый выход из строя данного элемента в условиях значительных колебаний температур.

Стоит добавить, что хотя гибридные машины демонстрируют высокие показатели экономичности в городском потоке (постоянные остановки, работа в режиме холостого хода, движение на малых скоростях), на трассе эффективность гибридной силовой установки не так заметна. Дело в том, что в основе работы гибридов лежит определенное распределение нагрузок между агрегатом на электротяге и двигателем на углеводородах. Для поддержания высокой скорости основная нагрузка ложится именно на ДВС, в результате чего расход топлива закономерно возрастает.

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.

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.

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.

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.

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.

Вместо послесловия

Технологии — это всегда хорошо. Разработки новых типов топлива – всегда возможность смотреть в будущее. Главное, чтобы переход на эти технологии был доступен всем и каждому, а инфраструктура позволяла пользоваться таким автомобилем везде, без ограничений. Я допускаю возможность пользования гибридами только при наличии розетки в подземном паркинге, либо при наличии загородного дома, в котором вы сможете установить зарядную станцию. На территории Москвы я видел всего 5 станций для подзарядки гибридов, а гибрид живьём – только в каршеринге. В целом, я прокатился с удовольствием и даже не отказался бы иметь подобный автомобиль для езды по городу. Остальное – дело времени. Вполне возможно, производители смогут развить сферу электромобилей и сделать их доступными. А ещё лучше, перенесут производство в нашу страну, как один японский автопроизводитель. Поживём – увидим.

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 нагрузках1. 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 энергию3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4. Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5. Надёжный запуск зимой5. Плохая маневренность
6. Снижение токсичных выхлопов6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7. Тихая работа7. Бесшумная работа приводит к авариям

Привод дополнительных агрегатов в автомобилях с полным гибридным приводом

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.

Смешанный гибрид

В зависимости от потребностей один из электрических блоков приводит в движение автомобиль, поддерживает двигатель внутреннего сгорания или восстанавливает энергию при торможении.

Второй — поддерживает электродвигатель или заряжает батареи. Также действует как стартер, который отвечает за запуск двигателя внутреннего сгорания.

Планетарная передача, в свою очередь, заменяет коробку передач, хотя конкретный способ работы планетарной передачи придется по душе не каждому водителю.

Преимущества

Плюсы и минусы

Высокая эффективность по сравнению с серийными гибридами.
Экономия топлива.
Несколько режимов вождения на выбор.

Работа планетарной передачи.

⇡#Смешанный тип подключения

В последнее время стали появляться гибридные автомобили, которые трудно отнести к какому-либо из описанных видов. В чем основная разница между параллельными и последовательными гибридами? Очевидно, в разграничении прав двух двигателей. А если подобная процедура не требуется? Можно, например, привязать ДВС к передней оси автомобиля, а электромотор посадить на заднюю. В итоге каждый агрегат получает практически полную независимость, необходимо только немного скоординировать действия каждого мотора. Такой вариант довольно прост и дешев: не требуется распределяющее устройство или специфическая трансмиссия. Любой автомобиль можно сделать таким гибридом, требуется лишь установить дополнительное оборудование на заднюю ось (если он переднеприводный с передним расположением ДВС) и связать все компоненты с электронным мозгом.

К недостаткам подобных гибридов можно отнести невозможность зарядки аккумуляторных батарей от ДВС. Только рекуперативная система торможения или подключение к розетке. К представителям нового вида гибридных автомобилей относится Peugeot 3008 HYbrid4, который анонсировали совсем недавно.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий