Λόγω της αποτελεσματικότητας και της αξιοπιστίας τους, τα υβριδικά αυτοκίνητα Toyota παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τον καταναλωτή. Το ομαλό τρέξιμο και η σταθερότητα στο δρόμο, αποδεικνύεται, απέχουν πολύ από όλα τα πλεονεκτήματα αυτού Ιαπωνικό αυτοκίνητο. Εξοχος επιδόσεις οδήγησηςοι μηχανές συνδυάζονται εκπληκτικά με οικονομική κατανάλωσηκαύσιμα. Το υβριδικό αυτοκίνητο Toyota Prius τροφοδοτείται από δύο πηγές ενέργειας: ηλεκτρικός κινητήραςκαι κινητήρας εσωτερικής καύσης (ΠΑΓΟΣ).

Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς, με την αύξηση της ισχύος, ένα αυτοκίνητο μπορεί να καταναλώνει βενζίνη στο επίπεδο ενός μικρού αυτοκινήτου. Η συσκευή του υβριδικού αυτοκινήτου Toyota Prius αποτελείται από:

• κινητήρας εσωτερικής καύσης (ICE);
• ηλεκτρικός κινητήρας;
• πλανητικό γρανάζι (διαιρέτης ισχύος).
• γεννήτρια;
• αντιστροφέας;
• μπαταρία.

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και ο ηλεκτροκινητήρας μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα, εναλλάξ και να αλληλοσυμπληρώνονται αν χρειαστεί. ΣΤΟ υβριδική συσκευή, η ροπή ισχύος ροπής στους τροχούς μπορεί να μεταδοθεί απευθείας από τον ηλεκτροκινητήρα και τον κινητήρα εσωτερικής καύσης σε διάφορες αναλογίες.

Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας ένα πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων (διαιρέτης ισχύος), το οποίο αποτελείται από ένα σύνολο γραναζιών. Τέσσερα από αυτά συνδέονται με έναν βενζινοκινητήρα και το εξωτερικό συνδέεται με έναν ηλεκτροκινητήρα. Ένας άλλος δορυφόρος συνδέεται με τη γεννήτρια, η οποία, εάν είναι απαραίτητο, στέλνει ενέργεια στον ηλεκτροκινητήρα ή φορτίζει την μπαταρία.

Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του Prius μπορεί να θεωρηθεί ότι, σε αντίθεση με τα ηλεκτρικά οχήματα, η φόρτιση ενός υβριδικού αυτοκινήτου δεν απαιτεί σύνδεση με το δίκτυο. Ο επεξεργαστής, ο οποίος ελέγχει όλες τις ενέργειες του μηχανήματος, επαναφορτίζει την μπαταρία από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης εάν είναι απαραίτητο.

Αρχή λειτουργίας ενός υβριδικού αυτοκινήτου

Το κύριο καθήκον των μηχανικών της Toyota ήταν να δημιουργήσουν οικονομικό αυτοκίνητο, που στην πίστα δεν θα ήταν κατώτερο από ισχυρό " σιδερένια άλογα”, αλλά ταυτόχρονα θα είχε και μικρή κατανάλωση κινητήρα. Για αυτό, χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός κινητήρα εσωτερικής καύσης και ηλεκτροκινητήρα. Για να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση, στο Toyota Prius, και οι δύο πηγές ισχύος μπορούν να λειτουργούν χωριστά, μαζί και παράλληλα.

Άρα η αρχή λειτουργίας υβριδική Toyota Prius. Ο κινητήρας εκκινείται και το όχημα επιταχύνεται χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτροκινητήρα έλξης. Περιστρέφει τον εξωτερικό δορυφόρο του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων και έτσι μεταδίδει τη ροπή στους τροχούς. Αλλά δεν θα πάτε μακριά με μια μπαταρία. Επομένως, μόλις το αυτοκίνητο ανέβασε ταχύτητα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης ανάβει.

Η συνδυασμένη χρήση ηλεκτροκινητήρα και κινητήρα εσωτερικής καύσης καθιστά δυνατή την επίτευξη μέγιστης απόδοσης (συντελεστής χρήσιμη δράση) ολόκληρου του συστήματος, αφού. Όταν πατηθεί το φρένο, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης σβήνει και συμβαίνει το λεγόμενο αναγεννητικό φρενάρισμα (όλη η ενέργεια από την αντίσταση μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια), όπου ο ηλεκτροκινητήρας, που λειτουργεί σε λειτουργία γεννήτριας, φορτίζει την μπαταρία.

Εάν το αυτοκίνητο χρειάζεται αυξημένη ισχύς, για παράδειγμα, για προσπέραση, ο ηλεκτροκινητήρας ενεργοποιείται ξανά, η ενέργεια του οποίου είναι αρκετή για απότομη αύξηση της ταχύτητας. Σχέδια εργασίας υβριδικά αυτοκίνηταΤα οχήματα σχεδιάστηκαν για να αυξάνουν την απόδοση του αυτοκινήτου και να μειώνουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Με αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου (όταν πατάτε το πεντάλ γκαζιού), ο υπολογιστής ελέγχου στέλνει ένα σήμα στον διαιρέτη ισχύος και ενεργοποιεί την ηλεκτρική πηγή, η οποία επιτρέπει στον κινητήρα εσωτερικής καύσης να λειτουργεί σε λειτουργία χωρίς φορτίο.

Η Toyota έχει μοναδική αξιοπιστία και ευελιξία, καθώς ο έλεγχος κίνησης πραγματοποιείται κυρίως με σύρμα, παρακάμπτοντας τη χρήση πολύπλοκων εξαρτημάτων και συγκροτημάτων. Παρεμπιπτόντως, στο υβριδικό Toyota Prius, η γεννήτρια λειτουργεί ως μίζα και βοηθά να «στροβιλιστεί» ο κινητήρας εσωτερικής καύσης στις απαιτούμενες 1000 σ.α.λ.

Τρόπος λειτουργίας κινητήρα

• Αρχή. Κίνηση χρησιμοποιώντας μόνο ηλεκτρική έλξη.
• Κίνηση με σταθερή ταχύτητα. Σε αυτή την περίπτωση, η ροπή μεταδίδεται στη γεννήτρια και στους τροχούς.
• Η γεννήτρια, εάν είναι απαραίτητο, επαναφορτίζει την μπαταρία και μεταφέρει ενέργεια στον ηλεκτροκινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει το άθροισμα των ροπών και των δύο μονάδων έλξης.
• Αναγκαστική λειτουργία. Ο ηλεκτροκινητήρας, λαμβάνοντας πρόσθετη ισχύ από τη γεννήτρια, ενισχύει την ισχύ του βενζινοκινητήρα.
• Φρενάρισμα. Το υβριδικό φρενάρει κυρίως με τη βοήθεια ενός ηλεκτροκινητήρα. Ωστόσο, όταν το πεντάλ πατηθεί δυνατά, οι υδραυλικές μονάδες ενεργοποιούνται και το φρενάρισμα γίνεται με τον συνηθισμένο τρόπο.

Κινητήρας (ICE)

Τύπος υβριδικού κινητήρα Toyota - Hybrid Synergy Drive (υβριδική συνεργιστική κίνηση), που σας επιτρέπει να συνδυάσετε δύο πηγές ισχύος: έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης και έναν ηλεκτροκινητήρα. Ας μάθουμε ποια κινητήρες καυσίμουεγκατεστημένο στο Prius.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1950, μηχανικός Ραλφ Μίλερ προτείνεται για τη βελτίωση της ιδέας Τζέιμς Άτκινσον . Η ουσία της ιδέας εκφράστηκε στην αύξηση της απόδοσης του κινητήρα εσωτερικής καύσης με τη μείωση της διαδρομής συμπίεσης. Είναι αυτή η αρχή, που σήμερα αναφέρεται συχνά ως κύκλος Miller/Atkinson, που χρησιμοποιείται στους υβριδικούς κινητήρες της Toyota.

Λοιπόν, υβριδικό Toyota Prius, πώς λειτουργεί ο κινητήρας αυτού του αυτοκινήτου. Σε αντίθεση με άλλα μοντέλα ICE, η διαδικασία συμπίεσης στον κύλινδρο δεν ξεκινά τη στιγμή που το έμβολο αρχίζει να κινείται προς τα πάνω, αλλά κάπως αργότερα. Πριν κλείσει λοιπόν βαλβίδες εισαγωγήςμέρος του μείγματος καυσίμου και αέρα επιστρέφει πολλαπλή εισαγωγής, το οποίο επιτρέπει την αύξηση του χρόνου κατά τον οποίο χρησιμοποιείται η ενέργεια πίεσης των διαστελλόμενων αερίων. Όλα αυτά οδηγούν σε σημαντική αύξηση Απόδοση κινητήρα, αυξάνει την απόδοση της μονάδας και επίσης αυξάνει τη ροπή.

Προδιαγραφές κινητήρα:

• Όγκος - 1794 κυβικά cm.
• Ισχύς (hp / kW / rpm) - 97 / 73 / 5200.
• Ροπή (Nm / rpm) - 142/4000.
• Τροφοδοσία καυσίμου - μπεκ.
• Καύσιμο - βενζίνη AI 95, AI - 92.

Η κατανάλωση του υβριδικού Toyota Prius ανά 100 km στον αστικό κύκλο είναι 3,9 λίτρα, στον αυτοκινητόδρομο - 3,7 λίτρα.

Ηλεκτροκινητήρας αυτοκινήτου Toyota

Ο σχεδιασμός της υβριδικής συνεργικής μετάδοσης κίνησης προβλέπει τη χρήση κινητήρα έλξης. ΕξουσίαΗλεκτρικός κινητήρας Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Αυτή η μονάδα εξασφαλίζει την κίνηση του αυτοκινήτου από την εκκίνηση σε ένα σύνολο σταθερής ταχύτητας, ανάβει όταν το αυτοκίνητο έρχεταινα προσπεράσει και να συμμετάσχει στο φρενάρισμα. Ολόκληρο το σύστημα Toyota Prius είναι μελετημένο μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια. Το υβριδικό αυτοκίνητο φορτίζεται κατά την οδήγηση, από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης μέσω της γεννήτριας ελέγχου.

Μπαταρία συσσωρευτή

Το υβριδικό είναι εξοπλισμένο με δύο μπαταρίες (κύρια υψηλής τάσης και βοηθητικές), και οι δύο βρίσκονται στο πορτμπαγκάζ του αυτοκινήτου. Η κύρια συσκευή της μπαταρίας του αυτοκινήτου είναι κατασκευασμένη από κράμα νικελίου-υδριδίου μετάλλου και έχει χωρητικότητα 6,5 Ah, τάση 201,6 V. Αυτή η μονάδα έχει το δικό της σύστημα ψύξης. Μέσα στην μπαταρία υψηλής τάσης υπάρχει ένας ελεγκτής που ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης κάθε κυψέλης (μπλοκ) 168 κυψελών συνολικά.

Η κατανάλωση και η ανάκτηση της ισχύος της μπαταρίας ελέγχεται από τον επεξεργαστή ελέγχου του οχήματος. Η μπαταρία Toyota Prius δεν χρειάζεται επαναφόρτιση από ηλεκτρικό δίκτυο, αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται κατά την κίνηση και το φρενάρισμα (ως επί το πλείστον) όχημα.
Βοηθητική μπαταρία: 12 V (35 Ah, 45 Ah, 51 Ah).

συμπέρασμα

Παρά αρκετά υψηλό κόστος, τα υβριδικά αυτοκίνητα προσελκύουν όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον των αγοραστών. Σε σύγκριση με άλλα υβριδικά οχήματα, το Toyota Prius καταναλώνει σημαντικά λιγότερο καύσιμο, και έχει χαμηλό επίπεδοαπελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα.

Τα τελευταία χρόνια, οι άνθρωποι άρχισαν να σκέφτονται σοβαρά την οικολογία του πλανήτη. Και οι αυτοκινητοβιομηχανίες είναι πρόθυμες να υποστηρίξουν αυτή την τάση δημιουργώντας οχήματα που λειτουργούν με φιλικά προς το περιβάλλον καύσιμα. Όσο για τα ηλεκτρικά οχήματα, τελικά, δεν εξετάζονται ακόμη σοβαρά. Τι δεν μπορούμε να πούμε για τα υβριδικά αυτοκίνητα, τα οποία γίνονται όλο και πιο δημοφιλή.

Τι Υβριδικό αυτοκίνητο. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός υβριδικού.

Τι είναι ένα υβριδικό αυτοκίνητο; Η λέξη υβρίδιο προέρχεται από το λατινικό «hybrida», που σημαίνει μείγμα. Δηλαδή ένας οργανισμός που λαμβάνεται διασταυρώνοντας γενετικά διαφορετικές γονικές μορφές. Στην περίπτωσή μας, οι μητρικές μορφές είναι , και ο ηλεκτροκινητήρας. Με μια φράση: ένα υβριδικό αυτοκίνητο είναι ένα όχημα που τροφοδοτείται από ένα σύστημα ηλεκτρικού κινητήρα-κινητήρα καύσης που είναι εξαιρετικά οικονομικό. Αυτή η μονάδα μπορεί να τροφοδοτηθεί τόσο με παραδοσιακό καύσιμο όσο και με ηλεκτρισμό από μπαταρίες.

Κάθε ένας από τους κινητήρες έχει τη δική του συγκεκριμένη λειτουργία. Για παράδειγμα: εάν το αυτοκίνητο στέκεται, για παράδειγμα, σε μποτιλιάρισμα ή κινείται αργά, ο ηλεκτροκινητήρας θα λειτουργήσει. Όταν το αυτοκίνητο ανεβάζει ταχύτητα, μπαίνει στο παιχνίδι Κινητήρας αερίου.

Πλεονεκτήματα των υβριδικών αυτοκινήτων

Το κύριο πλεονέκτημα των υβριδικών αυτοκινήτων είναι ότι ειναι πολυ οικονομικα. Κατά κανόνα, η κατανάλωση καυσίμου τους είναι 25% μικρότερη από τα συμβατικά αυτοκίνητα. Και παρά τις συνεχώς αυξανόμενες τιμές της βενζίνης, αυτό το είδος είναι το πιο σημαντικό.

Το επόμενο πιο σημαντικό σημείο είναι η φιλικότητα προς το περιβάλλον. Τα υβρίδια κάνουν λιγότερη ζημιά στο οικοσύστημά μας από ό,τι συνηθισμένα αυτοκίνητα. Αυτό επιτυγχάνεται με πιο ορθολογική κατανάλωση καυσίμου. Επίσης, όταν το αυτοκίνητο σταματήσει τελείως, ο βενζινοκινητήρας σταματά να λειτουργεί, δίνοντας την πρωτοβουλία στον ηλεκτροκινητήρα. Δηλαδή, κατά τη διάρκεια των στάσεων, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα πρακτικά δεν συμβαίνουν.

Σε αντίθεση με τις μπαταρίες EV, στα υβριδικά, οι μπαταρίες μπορούν να επαναφορτιστούν από κινητήρας βενζίνης . Κάτι που κάνει το απόθεμα ισχύος του αρκετά μεγάλο. Επιπλέον, διαρκεί περισσότερο χωρίς ανεφοδιασμό με βενζίνη.

Πολλοί πιστεύουν ότι τα υβρίδια, όσον αφορά την απόδοση, είναι πολύ κατώτερα παραδοσιακά αυτοκίνητα. Αυτό δεν είναι αληθινό. Ολα απαιτούμενα χαρακτηριστικά(ισχύς, επιτάχυνση από το μηδέν έως το εκατό, και ούτω καθεξής), δεν είναι χειρότερα.

Το καλύτερο από όλα, τα υβριδικά αυτοκίνητα αισθάνονται στον αστικό κύκλο, στον οποίο υπάρχουν πολύ συχνές στάσειςκαι ο κινητήρας λειτουργεί πολύ στο ρελαντί. Πρακτικά, στην πόλη λειτουργεί σαν ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Αν μιλήσουμε για συνδυασμένος κύκλος, δεν έχουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα εδώ.

Toyota Prius- το πιο δημοφιλές "υβρίδιο" στη Ρωσία.

Όπως αναφέρθηκε ήδη, εάν το αυτοκίνητο είναι ακίνητο, τότε μπαίνει στον τρόπο λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα. Αυτό δίνει σχεδόν πλήρη αθόρυβη.

Λοιπόν, ένα υβριδικό αυτοκίνητο ανεφοδιάζεται με συμβατικούς υδρογονάνθρακες, δηλαδή βενζίνη. Όλα γίνονται με στάνταρ τρόπο, όπως συμβαίνει με τα παραδοσιακά αυτοκίνητα.

Μειονεκτήματα των υβριδικών αυτοκινήτων

Τίποτα δεν είναι τέλειο, και εδώ υπάρχουν μειονεκτήματα. Και το κυριότερο είναι ότι η επισκευή υβριδικών αυτοκινήτων είναι μια τάξη μεγέθους πιο ακριβή από την επισκευή ενός αυτοκινήτου με παραδοσιακή διαμόρφωση. Αυτό εξηγείται από την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού της συσκευής του κινητήρα.

Επίσης, λόγω της πολυπλοκότητας στη σχεδίαση, είναι δύσκολο να βρεθούν επαγγελματίες που να μπορούν να επισκευάσουν τον κινητήρα.

Οι μπαταρίες που είναι εξοπλισμένες με υβριδικά μπορούν να αυτοεκφορτιστούν. Επιπλέον, δεν αντέχουν μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας και η διάρκεια ζωής τους είναι μάλλον περιορισμένη.

Επιπλέον, δεν είναι ακόμη γνωστό πώς οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες επηρεάζουν το περιβάλλον. Επομένως, η διάθεσή τους είναι πρόβλημα.

Παρά το γεγονός ότι τα υβριδικά αυτοκίνητα εξακολουθούν να έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα, δεν είναι ακόμη δημοφιλή στη Ρωσία. Ένας από τους λόγους για αυτό είναι η τιμή. Το κόστος των πιο δημοφιλών, στη χώρα μας, Toyota υβριδικό Prius, είναι από 1.200.000 ρούβλια. Και αυτό το αυτοκίνητο είναι το φθηνότερο υβριδικό. Επίσης, για τον μαζικό αγοραστή, σχεδιάζουν να κυκλοφορήσουν τη ρωσική ανάπτυξη ενός υβριδικού αυτοκινήτου, του λεγόμενου «Yo-Mobil». Η τιμή του μπορεί να είναι από 350.000 ρούβλια. Ωστόσο, αυτό το έργο έκλεισε.

Η BMW ActiveHybrid X6 είναι το πιο ισχυρό υβριδικό όχημα μέχρι σήμερα.

Σε σχέση με τον αγώνα για το περιβάλλον, οι αγοραστές σε όλο τον κόσμο ενθαρρύνονται να αγοράσουν υβρίδια. Για παράδειγμα, στις ΗΠΑ υπάρχουν φορολογικά κίνητραγια ιδιοκτήτες τέτοιων αυτοκινήτων, και μάλιστα δωρεάν θέσεις στάθμευσης. Παρόμοιους νόμους πρόκειται να θεσπίσει και η χώρα μας. Ειδικότερα, η μείωση των δασμών στις εισαγωγές υβριδικών αυτοκινήτων.

Οι κινητήρες που λειτουργούν με υδρογονάνθρακες θα χάσουν αργά αλλά σίγουρα τη θέση τους. Και τα υβρίδια είναι ένα από αυτά τα βήματα. Ωστόσο, όσο οι τιμές τους παραμένουν στα ίδια επίπεδα, η ζήτηση για αυτά θα είναι μικρή.

Η ιδέα της δημιουργίας ενός υβριδικού αυτοκινήτου με χρήση ηλεκτροκινητήρα εμφανίστηκε πριν από περισσότερα από 100 χρόνια. Τα υβριδικά οχήματα εκτελούν πολλές βασικές λειτουργίες:

• Εξοικονόμηση ακριβής βενζίνης αντικαθιστώντας την με ηλεκτροκινητήρα.
• Τα υβριδικά οχήματα είναι πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα κλασικά βενζινοκίνητα οχήματα.
• Αυξήστε την απόσταση που καλύπτει ο υβριδικός κινητήρας λόγω της χρήσης δύο πηγών ενέργειας.

Τα υβριδικά αυτοκίνητα και η συσκευή τους

Υπάρχουν ήπια και πλήρη υβριδικά οχήματα. Σχέδιο εύκρατα υβρίδιαχρησιμοποιεί έναν βενζινοκινητήρα ως κύριο και συνδέει μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας ως δίχτυ ασφαλείας σπάνιες περιπτώσεις. Τα πλήρη υβριδικά σημαίνουν τη δυνατότητα χρήσης εναλλακτικής πηγής ισχύος ως κύριο κινητήρα.

Σχέδια υβριδικών αυτοκινήτων

Υπάρχουν διάφοροι τύποι υβριδικών σχεδίων, που διακρίνονται από τον τρόπο σύνδεσης του κινητήρα:

• Οχήματα με διαδοχικό κύκλωμασυνδέσεις.Στο πλαίσιο του σχεδίου, χρησιμοποιήθηκε κινητήρας εσωτερικής καύσης χαμηλής ισχύος συνδεδεμένος με ηλεκτρική γεννήτρια. Ο ηλεκτροκινητήρας κινεί τη μηχανή και είναι ο κύριος μηχανισμός κίνησης. Υβριδικά μοντέλα αυτοκινήτων με αυτό το σχήμα − Chevrolet Volt, καθώς και το Opel Ampera. Σε τέτοια αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται ηλεκτρικές μπαταρίες αυξημένης χωρητικότητας.

Σειριακό σχήμα για τη σύνδεση κόμβων

• Σχέδιο παράλληλης σύνδεσης.Στο πλαίσιο αυτού του καθεστώτος, τόσο η βενζίνη όσο και ηλεκτροκινητήρες. Βασικά, χρησιμοποιείται ένας ηλεκτροκινητήρας 20 W, ο οποίος αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας του οχήματος.

Παράλληλο σχήμα για τη σύνδεση κόμβων

• Μικτό, σειριακό-παράλληλο κύκλωμα.Η αρχή κατασκευής ενός τέτοιου κινητήρα είναι παρόμοια με τον κινητήρα με παράλληλο κύκλωμα, αλλά στο μικτό κύκλωμα προστίθεται μια γεννήτρια, από την οποία τροφοδοτείται ο ηλεκτροκινητήρας.

Σειριακό-παράλληλο σχήμα για τη σύνδεση κόμβων

Πώς λειτουργεί ένας υβριδικός κινητήρας;

Όταν το αυτοκίνητο ξεκινά να κινείται, η παροχή του ηλεκτροκινητήρα και της μπαταρίας καταναλώνεται. Στο υψηλή ταχύτηταένας βενζινοκινητήρας συνδέεται με τη λειτουργία πηγών ηλεκτρικής ενέργειας. Ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του βενζινοκινητήρα, παράγεται μια ορισμένη περίσσεια ενέργειας, η οποία επαναφορτίζει τη γεννήτρια. Η γεννήτρια τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος με τη σειρά του φορτίζει την μπαταρία.

Κατά το φρενάρισμα, χρησιμοποιείται η αρχή της αναγεννητικής πέδησης - στην περίπτωση αυτή, ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί ως γεννήτρια, τροφοδοτώντας την μπαταρία. Έτσι, η ενέργεια που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα του φρεναρίσματος χρησιμοποιείται προς όφελος του αυτοκινήτου.

Συσκευή υβριδικού αυτοκινήτου

Ένα υβριδικό αυτοκίνητο αποτελείται από τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα:

1. Κινητήρας αερίου(μηχανή εσωτερικής καύσης). Αλλά στα υβριδικά αυτοκίνητα, σε αντίθεση με τα κλασικά, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι χαμηλής ισχύος, καθώς χρησιμοποιείται παράλληλα με έναν ηλεκτροκινητήρα.
2. Ηλεκτρικός κινητήρας.Εναλλακτική πηγή ενέργειας για το αυτοκίνητο. Συχνά, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούν τεχνολογία ανάκτησης - ο ηλεκτροκινητήρας δεν λειτουργεί μόνο ως μονάδα παραγωγής ενέργειας που θέτει το αυτοκίνητο σε κίνηση. Λειτουργεί επίσης ως γεννήτρια, αποθηκεύοντας ενέργεια κατά το φρενάρισμα και την κατάβαση σε λόφους.
3. Γεννήτριαπου προορίζονται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
4. Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣαποθηκεύστε μια παροχή ηλεκτρικής ενέργειας για τον ηλεκτροκινητήρα.
5. Δεξαμενή καυσίμωνχρησιμοποιείται για την αποθήκευση βενζίνης για κινητήρες εσωτερικής καύσης.
6. Μετάδοσησας επιτρέπει να ελέγχετε τόσο τον κινητήρα εσωτερικής καύσης όσο και τον ηλεκτροκινητήρα.

Η συσκευή ενός υβριδικού αυτοκινήτου στο παράδειγμα του Toyota Prius

Το υβριδικό αυτοκίνητο έχει σχεδιαστεί, πρώτα απ 'όλα, για την αποτελεσματική χρήση των ενεργειακών πόρων. Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές:

1. Η ενέργεια πέδησης χρησιμοποιείται μέσω της τεχνολογίας ανάκτησης.
2. Η βενζίνη εξοικονομείται με τη μετάβαση του μηχανισμού σε λειτουργία ηλεκτροκινητήρα.
3. Στην παραγωγή της υβριδικής μηχανής, χρησιμοποιούνται ελαφριά υλικά που διευκολύνουν το σχεδιασμό, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση πόρων.
4. Οι αεροδυναμικές ιδιότητες των υλικών και των κατασκευών χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά.

Η βιομηχανία υβριδικών αυτοκινήτων αναπτύσσεται ενεργά, γιατί μέχρι στιγμής δεν μπορούμε να μιλήσουμε για την τελειότητα αυτών των σχεδίων και τη διαθεσιμότητά τους. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα μερικά από τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των σχεδίων υβριδικών αυτοκινήτων:

• Εξοικονόμηση καυσίμου και κατανάλωσης ενέργειας. Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των υβριδικών είναι η μείωση του κόστους, εκτός αυτού, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να παράγει ανεξάρτητα ενέργεια.
• Οικολογία. Τα υβρίδια είναι σημαντικά λιγότερο επιβλαβή περιβάλλονπαρά κλασικά αυτοκίνητα.
• Απόσταση ταξιδιού. Τα υβριδικά αυτοκίνητα τροφοδοτούνται πολύ λιγότερο συχνά από τα κανονικά αυτοκίνητα βενζίνης.
• Οι υβριδικές μπαταρίες είναι πολύ πιο ελαφριές και πιο βολικές στη χρήση από τις μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
• Ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σχεδόν αθόρυβα.
• Ένα υβριδικό αυτοκίνητο μπορεί να κάνει χωρίς κινητήρα εσωτερικής καύσης στους δρόμους της πόλης.

Αλλά υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα που σχετίζονται με τα υβριδικά αυτοκίνητα:

• Οι μπαταρίες των ηλεκτροκινητήρων πρέπει να λειτουργούν συνεχώς, διαφορετικά η περίοδος λειτουργίας μειώνεται. Επιπλέον, είναι σε θέση να αποφορτιστούν, δεν ανέχονται ξαφνικές αλλαγές στη θερμοκρασία. Η υποδομή των επιχειρήσεων ικανών να αξιοποιήσουν σωστά αυτά τα στοιχεία δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί.
• Ο πολύπλοκος σχεδιασμός του κινητήρα καθιστά δύσκολη και δαπανηρή την επισκευή του. Συχνά, τα ανταλλακτικά δεν μπορούν να επισκευαστούν και πρέπει να παραγγελθούν νέα από τους κατασκευαστές, γεγονός που καθυστερεί τη διαδικασία επισκευής.
• Οι υβριδικοί κινητήρες λειτουργούν κυρίως με αυτοκίνητα βενζίνης, αν και η χρήση καύσιμο πετρελαίουπιο οικονομικά συμφέρουσα.
• Το κόστος των αυτοκινήτων με υβριδικούς κινητήρες είναι πολύ υψηλότερο από το μέσο όρο της αγοράς. Μια τόσο ακριβή αγορά δεν είναι προσιτή για όλους.

Παρά κάποιες ελλείψεις, η βιομηχανία υβριδικών αυτοκινήτων αναπτύσσεται και βελτιώνεται δυναμικά. Με κάθε νέα σεζόν, οι κατασκευαστές παρουσιάζουν τα καλύτερα υβριδικά αυτοκίνητα με περισσότερα ευρύ φάσμαχαρακτηριστικά και πιο προσιτά στους αυτοκινητιστές.

Πώς λειτουργεί, σκεφτείτε το παράδειγμα του Touareg, με ένα υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης.

Τι σημαίνει ο όρος «υβριδική τεχνολογία»;

Ο όρος «υβρίδιο» προέρχεται από τη λατινική λέξη hybrida και σημαίνει κάτι διασταυρωμένο ή μεικτό. Στη μηχανική, ένα υβρίδιο είναι ένα σύστημα στο οποίο δύο διαφορετικές τεχνολογίες συνδυάζονται μεταξύ τους. Σε σχέση με τις ιδέες μετάδοσης κίνησης, ο όρος τεχνολογία υβριδικής μετάδοσης κίνησης χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε δύο κατευθύνσεις: δισθενές (ή διπλού καυσίμου) μονάδα ισχύοςυβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης

Στην περίπτωση της τεχνολογίας υβριδικής μετάδοσης κίνησης, πρόκειται για συνδυασμό δύο διαφορετικών κινητήριων μονάδων, η λειτουργία των οποίων βασίζεται σε διαφορετικές αρχές λειτουργίας. Επί του παρόντος, η τεχνολογία υβριδικής μετάδοσης κίνησης σημαίνει συνδυασμό κινητήρα εσωτερικής καύσης και ηλεκτροκινητήρα-γεννήτριας (ηλεκτρική μηχανή). Αυτό το ηλεκτρικό μηχάνημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ως κινητήρας έλξης για την οδήγηση ενός αυτοκινήτου και ως μίζα για την εκκίνηση ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ανάλογα με την εκτέλεση της κύριας δομής, διακρίνονται τρεις τύποι υβριδικής μονάδας ισχύος: τα λεγόμενα. "μικροϋβριδική" μονάδα ισχύος, η λεγόμενη. "μεσαία υβριδική" μονάδα ισχύος, η λεγόμενη. «πλήρες υβριδικό» σύστημα μετάδοσης κίνησης.

«Μικρο-υβριδικό» σύστημα μετάδοσης κίνησης

Σε αυτήν την ιδέα μετάδοσης κίνησης, το ηλεκτρικό εξάρτημα (μίζα/εναλλάκτης) χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την υλοποίηση της λειτουργίας start-stop. Μέρος της κινητικής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά ως ηλεκτρική ενέργεια (ανάρρωση). Δεν παρέχεται κίνηση μόνο από ηλεκτρική έλξη. Οι παράμετροι της μπαταρίας από fiberglass 12 volt προσαρμόζονται στις συχνές εκκινήσεις του κινητήρα.

"Μεσαίο υβριδικό" μετάδοση κίνησης

Η ηλεκτρική κίνηση υποστηρίζει τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η κίνηση του αυτοκινήτου μόνο με ηλεκτρική έλξη είναι αδύνατη. Με μια κίνηση "mid-hybrid", το μεγαλύτερο μέρος της κινητικής ενέργειας κατά το φρενάρισμα αναγεννάται και αποθηκεύεται ως ηλεκτρική ενέργεια σε μια μπαταρία υψηλής τάσης. Η μπαταρία υψηλής τάσης καθώς και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα έχουν σχεδιαστεί για υψηλότερη ηλεκτρική τάση και επομένως περισσότερη υψηλή ισχύς. Χάρη στην υποστήριξη του ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια, ο τρόπος λειτουργίας θερμική μηχανήμπορεί να μετατοπιστεί στην περιοχή της μέγιστης απόδοσης. Αυτό αναφέρεται ως μετατόπιση σημείου φορτίου.

«Πλήρης υβριδικός» κινητήρας

Ένας ισχυρός ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια συνδυάζεται με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Μόνο ηλεκτροκίνηση είναι δυνατή. Η γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα, εάν οι συνθήκες το επιτρέπουν, υποστηρίζει τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η κίνηση με χαμηλή ταχύτητα πραγματοποιείται μόνο με ηλεκτρική έλξη. Η λειτουργία Startstop για τον κινητήρα εσωτερικής καύσης έχει εφαρμοστεί. Το Recovery χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας υψηλής τάσης. Χάρη στον συμπλέκτη αποσύνδεσης μεταξύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης και της ηλεκτροκινητήρας-γεννήτριας, είναι δυνατός ο διαχωρισμός και των δύο συστημάτων. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης συνδέεται για να λειτουργεί μόνο όταν είναι απαραίτητο.

Βασικές αρχές της υβριδικής τεχνολογίας

Τα πλήρη υβριδικά συστήματα μετάδοσης κίνησης χωρίζονται σε τρεις υποομάδες: παράλληλο υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης, διαιρούμενο σύστημα μετάδοσης κίνησης (με διαχωρισμένες ροές ισχύος) και υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης σειράς.

Παράλληλο υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης

Η παράλληλη εκτέλεση της υβριδικής μονάδας ισχύος είναι απλή. Χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να "υβριδοποιηθεί" υπάρχον αυτοκίνητο. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, η γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα και το κιβώτιο ταχυτήτων βρίσκονται στον ίδιο άξονα. Συνήθως, ένα παράλληλο υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης χρησιμοποιεί έναν μόνο ηλεκτροκινητήρα/γεννήτρια. Το άθροισμα της μοναδιαίας ισχύος του κινητήρα εσωτερικής καύσης και της ισχύος του ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια αντιστοιχεί σε πλήρης δύναμη. Αυτή η ιδέα παρέχει υψηλό βαθμό δανεισμού εξαρτημάτων και ανταλλακτικών παλιό αυτοκίνητο. Στο τετρακίνητα οχήματαμε ένα παράλληλο υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης, και οι τέσσερις τροχοί κινούνται από διαφορικό Torsen και θήκη μεταφοράς.

Ξεχωριστή υβριδική κίνηση

Το split υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης διαθέτει γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα εκτός από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης. Και οι δύο κινητήρες βρίσκονται κάτω από το καπό. Η ροπή του κινητήρα εσωτερικής καύσης, καθώς και από τον ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια, τροφοδοτείται μέσω του πλανητικού γραναζιού στο κιβώτιο ταχυτήτων του οχήματος. Σε αντίθεση με μια παράλληλη υβριδική κίνηση, δεν είναι δυνατό να εξαχθεί το άθροισμα των επιμέρους δυνάμεων για την κίνηση στους τροχούς με αυτόν τον τρόπο. Η παραγόμενη ισχύς δαπανάται εν μέρει για την οδήγηση του αυτοκινήτου, εν μέρει, με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας, συσσωρεύεται σε μια μπαταρία υψηλής τάσης.

Υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης

Το αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με κινητήρα εσωτερικής καύσης, γεννήτρια και ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις δύο ιδέες που περιγράφηκαν προηγουμένως, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν έχει τη δυνατότητα να οδηγεί ανεξάρτητα το αυτοκίνητο μέσω ενός άξονα ή μέσω ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Η ισχύς από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης δεν μεταφέρεται στους τροχούς. Η κύρια κίνηση του αυτοκινήτου πραγματοποιείται από μια γεννήτρια ηλεκτρικού κινητήρα. Εάν η χωρητικότητα της μπαταρίας υψηλής τάσης είναι πολύ χαμηλή, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης ξεκινά. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης φορτίζει την μπαταρία υψηλής τάσης μέσω της γεννήτριας. Η γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα μπορεί και πάλι να τροφοδοτηθεί από την μπαταρία υψηλής τάσης.

Ξεχωριστό διαδοχικό υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης

Το υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης split σειράς είναι μια μικτή μορφή των δύο υβριδικών μετάδοσης κίνησης που περιγράφηκαν παραπάνω. Το αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης και δύο ηλεκτροκινητήρες-γεννήτριες. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και η πρώτη γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα βρίσκονται κάτω από το καπό. Η δεύτερη γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα βρίσκεται σε πίσω άξονας. Αυτή η ιδέα χρησιμοποιείται για οχήματα με κίνηση σε όλους τους τροχούς. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και η πρώτη γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα μπορούν να οδηγήσουν το κιβώτιο ταχυτήτων του οχήματος μέσω ενός πλανητικού γραναζιού. Και σε αυτή την περίπτωση, ισχύει ο κανόνας, σύμφωνα με τον οποίο δεν μπορούν να ληφθούν ισχύς μονής μετάδοσης κίνησης για την κίνηση των τροχών με τη μορφή συνολικής ισχύος. Μια δεύτερη γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα στον πίσω άξονα ενεργοποιείται όταν χρειάζεται. Σε σχέση με τέτοια σχέδιοΗ μπαταρία υψηλής τάσης κίνησης βρίσκεται ανάμεσα στους δύο άξονες του οχήματος.

Άλλοι όροι και ορισμοί Άλλοι όροι και ορισμοί που χρησιμοποιούνται συχνά σε σχέση με την τεχνολογία υβριδικής μετάδοσης κίνησης θα επεξηγηθούν εν συντομία εδώ.

Ανάκτηση. ΣΤΟ γενική περίπτωσηαυτός ο όρος στη μηχανική σημαίνει έναν τρόπο επιστροφής ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της ανάρρωσης, η διαθέσιμη ενέργεια ενός τύπου μετατρέπεται σε άλλο, που χρησιμοποιείται στην επόμενη μορφή ενέργειας. Η δυνητική χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται στη μετάδοση σε κινητική ενέργεια. Εάν το αυτοκίνητο φρενάρει με συμβατικό φρένο, τότε η περίσσεια κινητικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια μέσω της τριβής των φρένων. Η θερμότητα που προκύπτει διαχέεται στον περιβάλλοντα χώρο και επομένως είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον.

Αν, αντίθετα, όπως και στην τεχνολογία υβριδικής μετάδοσης κίνησης, εκτός από τα κλασικά φρένα, η γεννήτρια χρησιμοποιείται ως φρένο κινητήρα, τότε μέρος της κινητικής ενέργειας μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, και έτσι γίνεται διαθέσιμο για μελλοντική χρήση. Το ενεργειακό ισοζύγιο του αυτοκινήτου βελτιώνεται. Αυτό το είδος πέδησης με αναγέννηση ονομάζεται αναγεννητική πέδηση.

Μόλις βρεθεί σε αναγκαστική λειτουργία ρελαντί κίνησηη ταχύτητα του οχήματος μειώνεται με την επιβράδυνση πατώντας το πεντάλ του φρένου ή το όχημα κινείται με κίνηση ή το όχημα κινείται κατηφορικά c Το υβριδικό σύστημα κίνησης περιλαμβάνει έναν ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια και τον χρησιμοποιεί ως γεννήτρια.

Σε αυτή την περίπτωση, φορτίζει την μπαταρία υψηλής τάσης. Σε κατάσταση αναγκαστικής αδράνειας λοιπόν
τρέχοντας, καθίσταται δυνατός ο «ανεφοδιασμός» αυτοκινήτων με ηλεκτρική υβριδική κίνηση με ηλεκτρισμό.
Όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται σε τροχιά, ο ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια, που λειτουργεί σε λειτουργία γεννήτριας,
μετατρέπει από ενέργεια κίνησης σε ηλεκτρική ενέργεια μόνο τέτοια ποσότητα ενέργειας που
που απαιτείται για τη λειτουργία του εποχούμενου δικτύου 12 volt.

Ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια (ηλεκτρικό μηχάνημα)

Ο όρος ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια ή ηλεκτρική μηχανή χρησιμοποιείται αντί των όρων γεννήτρια, ηλεκτροκινητήρας και εκκινητής. Κατ 'αρχήν, οποιοσδήποτε ηλεκτροκινητήρας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως γεννήτρια. Εάν ο άξονας του κινητήρα κινείται από μια εξωτερική κίνηση, τότε ο κινητήρας, όπως μια γεννήτρια, παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Εάν παρέχεται ηλεκτρική ενέργεια στην ηλεκτρική μηχανή, τότε λειτουργεί σαν ηλεκτρικός κινητήρας. Έτσι, η γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα των ηλεκτρικών υβριδικών οχημάτων αντικαθιστά τη συμβατική μίζα κινητήρα εσωτερικής καύσης καθώς και τη συμβατική γεννήτρια (γεννήτρια φωτισμού).

Ηλεκτρικός ενισχυτής (E-boost)

Κατ' αναλογία με τη λειτουργία Kickdown των κινητήρων εσωτερικής καύσης, η οποία καθιστά διαθέσιμη μέγιστη ισχύςκινητήρα, η υβριδική κίνηση έχει τη λειτουργία του ηλεκτρικού γκαζιού E-Boost. Κατά τη χρήση της λειτουργίας, ο κινητήρας-γεννήτρια και ο κινητήρας καύσης αποδίδουν τις μέγιστες ατομικές τους δυνάμεις, οι οποίες αθροίζονται σε υψηλότερη συνολική ισχύ. Το άθροισμα των επιμέρους δυνάμεων και των δύο τύπων κινητήρων αντιστοιχεί στη συνολική ισχύ του κιβωτίου ταχυτήτων.

Λόγω των απωλειών ισχύος στον ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια, η ισχύς του στη λειτουργία γεννήτριας είναι χαμηλότερη από ό,τι στη λειτουργία κινητήρα έλξης. Η ισχύς της ηλεκτροκινητήρας-γεννήτριας στη λειτουργία κινητήρα είναι 34 kW. Η ισχύς του ηλεκτροκινητήρα-γεννήτριας σε λειτουργία γεννήτριας είναι 31 kW. Στο Touareg με υβριδική κίνηση, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει ισχύ 245 kW και ο ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια έχει ισχύ 31 kW. Στη λειτουργία κινητήρα έλξης, ο ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια παράγει ισχύ 34 kW. Μαζί, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και ο ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια στη λειτουργία κινητήρα έλξης αναπτύσσουν συνολική ισχύ 279 kW.

Λειτουργία έναρξης-διακοπής

Η τεχνολογία υβριδικής κίνησης καθιστά δυνατή την εφαρμογή της λειτουργίας Start-Stop σε αυτό το σχέδιο οχήματος. Πότε συνηθισμένο αυτοκίνητομε το Start-Stop, το όχημα πρέπει να σταματήσει για να σβήσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης (παράδειγμα: Passat BlueMotion). Ωστόσο, ένα αμιγώς υβριδικό όχημα μπορεί επίσης να λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει στο σύστημα StartStop να σβήνει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης όταν το όχημα κινείται ή κινείται. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης ανάβει ανάλογα με την ανάγκη. Αυτό μπορεί να συμβεί στην περίπτωση της γρήγορης επιτάχυνσης, όταν οδηγείτε με υψηλή ταχύτητα, με υψηλό φορτίο, ή όταν η μπαταρία υψηλής τάσης είναι πολύ αποφορτισμένη. Όταν η μπαταρία υψηλής τάσης είναι πολύ αποφορτισμένη, το υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να χρησιμοποιήσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης σε συνδυασμό με τη γεννήτρια κινητήρα σε λειτουργία γεννήτριας για να φορτίσει την μπαταρία υψηλής τάσης. Σε άλλες περιπτώσεις, ένα πλήρως υβριδικό όχημα μπορεί να λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι σε λειτουργία στάσης. Αυτό ισχύει επίσης στην περίπτωση της αργής κίνησης της κυκλοφορίας, της στάσης σε φανάρι, κατά την οδήγηση σε λειτουργία υπέρβασης σε κατηφόρα ή όταν το όχημα κινείται στην ακτή. Όταν ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν λειτουργεί, δεν καταναλώνει καύσιμο ούτε εκπέμπει επιβλαβείς ουσίες στην ατμόσφαιρα. Η λειτουργία start-stop που είναι ενσωματωμένη στο υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης αυξάνει την απόδοση του οχήματος και τη φιλικότητα προς το περιβάλλον. Ενώ ο κινητήρας εσωτερικής καύσης βρίσκεται σε λειτουργία στάσης, το κλιματιστικό μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί. Ο συμπιεστής του κλιματιστικού είναι στοιχείο του συστήματος υψηλής τάσης.

Επιχειρήματα υπέρ της υβριδικής τεχνολογίας

Γιατί συνδυάζουμε έναν ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης; Για να αφαιρέσετε τη ροπή, η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα εσωτερικής καύσης δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από την ταχύτητα ρελαντί. Όταν σταματά, ο κινητήρας δεν μπορεί να δώσει ροπή. Με την αύξηση της ταχύτητας περιστροφής ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, η ροπή του αυξάνεται. Η γεννήτρια ηλεκτροκινητήρα με τις πρώτες στροφές παράγει τη μέγιστη ροπή. Δεν έχει ταχύτητα ρελαντί. Όσο αυξάνεται η ταχύτητα, η ροπή του μειώνεται. Χάρη στη λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα-γεννήτριας, ο πιο δύσκολος τρόπος λειτουργίας αποκλείεται από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης: στην περιοχή κάτω από τις στροφές ρελαντί. Χάρη στην υποστήριξη του ηλεκτροκινητήρα-γεννήτριας, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να λειτουργήσει σε πιο αποδοτικές λειτουργίες. Αυτή η μετατόπιση του σημείου φορτίου αυξάνει την απόδοση της μονάδας ισχύος.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε ένα πλήρες υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης;

Γεμάτος υβριδική μονάδα, σε αντίθεση με άλλες επιλογές υβριδικής κίνησης, συνδυάζει τη λειτουργία του ενσωματωμένου συστήματος Start-Stop, του συστήματος E-Boost, τη λειτουργία ανάκτησης και τη δυνατότητα οδήγησης μόνο στον ηλεκτροκινητήρα (λειτουργία ηλεκτρικής πρόσφυσης).

Ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια

Ο ηλεκτροκινητήρας-γεννήτρια βρίσκεται μεταξύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης και του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων. Αυτός είναι σύγχρονος κινητήραςτριφασικό ρεύμα. Με ηλεκτρονική μονάδα ισχύος σταθερή πίεσηΤα 288 V μετατρέπονται σε τριφασική εναλλασσόμενη τάση. Η τριφασική τάση δημιουργεί ένα τριφασικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στον ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια.

μπαταρία υψηλής τάσης

Η πρόσβαση στην μπαταρία υψηλής τάσης παρέχεται μέσω του καλύμματος δαπέδου χώρου αποσκευών. Έχει σχεδιαστεί ως μονάδα και περιλαμβάνει διάφορα εξαρτήματα του συστήματος υψηλής τάσης Touareg. Η μονάδα μπαταρίας υψηλής τάσης έχει μάζα 85 kg και μπορεί να αντικατασταθεί μόνο ως συγκρότημα.

Η μπαταρία HV δεν μπορεί να συγκριθεί με μια συμβατική μπαταρία 12 V. Σε κανονική λειτουργία, η μπαταρία HV χρησιμοποιείται σε ένα εύρος επιπέδου δωρεάν φόρτισης από 20% έως 85%. Μια συμβατική μπαταρία 12 volt δεν μπορεί να μεταφέρει τέτοια φορτία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επομένως, μια μπαταρία υψηλής τάσης θα πρέπει να θεωρείται ως λειτουργική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας για μια ηλεκτρική κίνηση. Όπως ένας πυκνωτής, μπορεί να αποθηκεύσει και να απελευθερώσει ξανά ηλεκτρική ενέργεια. Κατ' αρχήν, η ανάκτηση ενέργειας, η αναγέννηση ενέργειας, μπορεί να θεωρηθεί ως η δυνατότητα ανεφοδιασμού ενός αυτοκινήτου με ενέργεια κατά την οδήγηση. Η χρήση μπαταρίας υψηλής τάσης σε ένα υβριδικό όχημα χαρακτηρίζεται από εναλλασσόμενους κύκλους φόρτισης (ανάκτηση) και εκφόρτισης (οδήγηση σε ηλεκτρική κίνηση) μπαταρία υψηλής τάσης.

Παράδειγμα: Αν συγκρίνουμε την ενέργεια μιας μπαταρίας υψηλής τάσης με την ενέργεια που παράγεται από την καύση καυσίμου, τότε η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παράγει η μπαταρία θα αντιστοιχεί σε περίπου 200 ml καυσίμου. Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι στην πορεία προς τα ηλεκτρικά οχήματα, οι μπαταρίες πρέπει να αναβαθμιστούν σημαντικά όσον αφορά την ικανότητά τους να αποθηκεύουν ενέργεια.

υβριδικός κινητήρας(ή υβριδικό) - μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιεί διάφορους τύπους καυσίμων (δύο ή περισσότερες πηγές) και το συνεργιστικό αποτέλεσμα της συνδυασμένης χρήσης τους. Μπορεί να είναι βενζίνη και ηλεκτρική ενέργεια, βενζίνη και αέριο, ντίζελ και ηλεκτρική ενέργεια, υδρογόνο, βενζίνη και ηλεκτρική ενέργεια και πολλοί άλλοι συνδυασμοί. Καλός, μοντέρνα τεχνολογίασας επιτρέπει να το κάνετε αυτό.

Ιστορία των υβριδικών κινητήρων.

Το να θεωρούμε έναν υβριδικό κινητήρα ως κάποιο είδος εφεύρεσης αιχμής είναι μια μικρή αυταπάτη. Ναι, τα σύγχρονα υβρίδια είναι υψηλής τεχνολογίας μηχανολογικό έργο, αλλά αν κοιτάξετε, ο υβριδικός κινητήρας χρονολογείται από τον 19ο-20ο αιώνα. Έτσι, το 1897, η γαλλική εταιρεία Parisienne des Voitures Electriques άρχισε να παράγει αυτοκίνητα με υβριδικούς κινητήρες.

Λίγο αργότερα, το 1900, η ​​διάσημη αμερικανική εταιρεία άρχισε να κυριαρχεί στην παραγωγή υβριδίων. General Electric. Είναι ενδιαφέρον ότι τα υβριδικά φορτηγά κατασκευάζονταν στο Σικάγο μέχρι το 1940, αν και, γενικά, αυτή ήταν μια μη σειριακή παραγωγή.

Η υβριδική τεχνολογία δεν ριζώθηκε εκείνη την εποχή για διάφορους λόγους. Πρώτον, οι τιμές των καυσίμων και της ενέργειας εκείνα τα χρόνια ήταν τόσο χαμηλές που αποθάρρυναν οποιαδήποτε οικονομική βιωσιμότητα της παραγωγής υβριδικών. Δεύτερον, η ισχύς ενός συμβατικού βενζινοκινητήρα ήταν σίγουρα πολύ μεγαλύτερη τότε.

ενεργειακή κρίση τα τελευταία χρόνιασυνδέεται με τη ραγδαία άνοδο των τιμών της ενέργειας, καθώς και τη σύσφιξη περιβαλλοντικά πρότυπαώθησε τους κατασκευαστές να αναπτύξουν και να κατασκευάσουν αποδοτικούς υβριδικούς κινητήρες επόμενης γενιάς. Ένα σύγχρονο υβριδικό είναι, κατά κανόνα, ένα σύστημα δύο κύριων σταθμών παραγωγής ενέργειας: βενζίνης (ή ντίζελ) και ηλεκτρικής ενέργειας. Εκτός από αυτούς, αρκετοί ακόμη κόμβοι παροχής εμπλέκονται στην αλυσίδα. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι: μια ηλεκτρική γεννήτρια, μπαταρία συσσωρευτή(συσσωρεύει φορτίο), μετατροπέας (μετατρέπει D.C.σε μεταβλητή) και μια ηλεκτρονική μεταβλητή. Όλα αυτά ελέγχονται και ελέγχονται από έναν σύγχρονο ισχυρό υπολογιστή, ο οποίος αυξάνει την απόδοση της χρήσης ενέργειας κατά δεκάδες φορές σε σύγκριση με τον παραδοσιακό χειροκίνητο ή αναλογικό έλεγχο. Το τμήμα καυσίμου του συστήματος μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα με το ηλεκτρικό τμήμα, αλλά παρέχονται και ξεχωριστοί κύκλοι. Είναι σημαντικό ότι ενώ εργάζεστε σύστημα καυσίμων, το ηλεκτρικό δεν μένει αδρανές, αλλά συσσωρεύει (συσσωρεύει) ενέργεια.

Η συσκευή, η αρχή λειτουργίας ενός υβριδικού κινητήρα. Μέχρι σήμερα, υπάρχουν διάφοροι τύποι υβριδίων:

• Διαδοχική (υβριδική σειρά). Σε αυτό το σχήμα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης κινεί μια γεννήτρια, την ηλεκτρική ενέργεια από την οποία τροφοδοτείται ο ηλεκτροκινητήρας. Το τελευταίο, με τη σειρά του, περιστρέφει τους τροχούς του αυτοκινήτου. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει τη χρήση ενός βενζινοκινητήρα χαμηλής ισχύος, με την προϋπόθεση ότι θα λειτουργεί συνεχώς με τη μέγιστη απόδοση. Τα αυτοκίνητα με αυτή τη διάταξη τείνουν να είναι μικρά και έχουν μεγάλη μπαταρία (όπως το Chevrolet Volt).
• Παράλληλο (παράλληλο υβρίδιο). Σε αυτή την περίπτωση, οι τροχοί του αυτοκινήτου κινούνται τόσο από βενζινοκινητήρα όσο και από ηλεκτρικό. Ανάλογα με τις συνθήκες οδήγησης, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να παράγει επιπλέον ισχύ. Αυτό το μοτίβο είναι πολύ κοινό. Οι μπαταρίες σε αυτή την περίπτωση είναι συμπαγείς και φορτίζονται απευθείας ενώ το όχημα κινείται. Κύριο μειονέκτημαΤο πρόβλημα είναι ότι ο ηλεκτροκινητήρας δεν μπορεί να γυρίσει τους τροχούς και να φορτίσει την μπαταρία ταυτόχρονα. Παρόμοιο σχέδιο έχει εφαρμοστεί σε αστικά αυτοκίνηταΥβριδικό και Volkswagen Touaregυβρίδιο;
• Σειρά-παράλληλη (μικτή). Από το όνομα είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι ο τρίτος τύπος συνδυάζει τα δύο προηγούμενα. Στο αυτή τη στιγμήαυτό είναι το πιο αποτελεσματικό υβριδικό σχήμα. Η συνδυασμένη πρόσφυση (βενζινοκινητήρας συν ηλεκτροκινητήρας) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιστροφή των τροχών. Επιπλέον, ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί ταυτόχρονα να παράγει ηλεκτρική ενέργεια (να ενεργεί ως γεννήτρια) και να παράγει ώθηση (ως κινητήρας). Το μειονέκτημα του συστήματος είναι το πολύ υψηλό κόστος του.

Ένα παράδειγμα μικτού κυκλώματος είναι το Hybrid Synergy Drive της Lexus (Toyota). Υπάρχει ένας βενζινοκινητήρας 3,3 λίτρων, 2 ηλεκτροκινητήρες και μια μπαταρία. Για την επικοινωνία μεταξύ αυτών των τριών δομικών στοιχείων, χρησιμοποιείται μια συσκευή διανομής ισχύος με συμπαγή πλανητικό γρανάζι, η οποία μειώνει τις απώλειες ενέργειας λόγω τριβής. Για τον έλεγχο των ροών ενέργειας, υπάρχει μια μονάδα ελέγχου και μια συσκευή μεταγωγής ημιαγωγών. Ο μετατροπέας στην εγκατάσταση HSD μετατρέπει το συνεχές ρεύμα της μπαταρίας σε εναλλασσόμενο ρεύμαγια ηλεκτροκινητήρα.

Ένας ηλεκτροκινητήρας χρησιμοποιείται για την κίνηση του αυτοκινήτου σε χαμηλές ταχύτητες και την εκκίνηση. Αυτό σας επιτρέπει να εξοικονομήσετε βενζίνη και να μετακινηθείτε ομαλά. Κατά τη μετάβαση σε κανονική λειτουργίαοδηγώντας ανάβει ένας βενζινοκινητήρας, ο οποίος λειτουργεί παράλληλα με τους ηλεκτροκινητήρες. Η υπερβολική ενέργεια δίνεται στην μπαταρία. Κατά την επιτάχυνση, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί ενεργά. Στη λειτουργία πέδησης, χρησιμοποιείται το λεγόμενο σύστημα αναγεννητικής πέδησης, όταν οι ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν σε λειτουργία γεννήτριας, επαναφορτίζοντας την μπαταρία. Εκείνοι. στους κύριους τρόπους λειτουργίας χρησιμοποιείται βενζινοκινητήρας και σε ενδιάμεσους (μεταβατικούς) ηλεκτρικούς.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός υβριδικού κινητήρα. Φυσικά, παρά υψηλό επίπεδοτεχνολογία, υβριδικό φυτόΈχει τόσο αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα όσο και ορισμένα μειονεκτήματα στα οποία συνεχίζουν να εργάζονται κορυφαίοι μηχανικοί. Ας ξεκινήσουμε με τα πλεονεκτήματα:

• αποδοτική κατανάλωση καυσίμου και εξοικονόμηση έως και 35%.
• χαμηλό επίπεδο τοξικότητας των καυσαερίων·
• χαμηλό θόρυβο?
• εξαιρετικός χειρισμός και πιο ομαλή επιτάχυνση του αυτοκινήτου.
• πλήρη έλεγχο του εργοστασίου με ενσωματωμένος υπολογιστήςκαι ηλεκτρονικά συστήματα·
• Τα εξαρτήματα της μπαταρίας υβριδικού οχήματος είναι εύκολο να απορριφθούν και να ανακυκλωθούν.
• Το αναγεννητικό σύστημα πέδησης βοηθά στην εξοικονόμηση ενέργειας.
• μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας σε ένα υβριδικό όχημα.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων των υβριδίων, αξίζει να αναφέρουμε τα ακόλουθα:

• το υψηλό κόστος των αυτοκινήτων με υβριδικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.
• υψηλό κόστος ανταλλακτικών και επισκευών. Είναι απίθανο να είναι δυνατό να το επισκευάσετε μόνοι σας και μέχρι στιγμής μπορούν να παρέχουν πλήρη υπηρεσία σε τέτοια αυτοκίνητα μόνο σε πολύ μεγάλες πόλεις. Επιπλέον, ενδέχεται να υπάρχουν προβλήματα με την προμήθεια των απαραίτητων ανταλλακτικών.
• το ηλεκτρικό σύστημα δεν ανέχεται σημαντικές αλλαγές θερμοκρασίας.

Μια δημοφιλής παρανόηση για τους υβριδικούς κινητήρες είναι η απώλεια ισχύος και απόδοσης του συστήματος πρόωσης. Δεν είναι έτσι, με τη δύναμη ενός υβριδίου πλήρης παραγγελία. Επιπλέον, δεν απαιτείται ειδικό καύσιμο για τον ανεφοδιασμό.

Οι κορυφαίες αυτοκινητοβιομηχανίες του κόσμου έχουν ήδη εκτιμήσει τα οφέλη των υβριδικών κινητήρων. Κάθε χρόνο ο αριθμός των υβριδικών αυτοκινήτων αυξάνεται, κερδίζοντας ολοένα και μεγαλύτερη δημοτικότητα μεταξύ των οδηγών. Οι αγορές επεκτείνονται. Ο υβριδικός κινητήρας είναι ένα πραγματικό αριστούργημα μηχανικής, μια υπερσύγχρονη οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον συσκευή, που κρατά το εγγύς μέλλον της παγκόσμιας αυτοκινητοβιομηχανίας. Λαμβάνοντας υπόψη την αύξηση του κόστους των καυσίμων υδρογονανθράκων, μπορούμε με ασφάλεια να προβλέψουμε ότι σε 5-10 χρόνια τα υβριδικά σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςθα διανεμηθεί ευρέως σε όλο τον κόσμο.