Inicialmente, la idea de organizar el principio de "caja de cambios eléctrica", es decir, reemplazar una caja de cambios manual con cables eléctricos, se materializó en el transporte ferroviario y camiones volquete de servicio pesado. La razón para el uso de tal esquema se debe a la enorme complejidad transmisión mecánica par controlado a las ruedas de un vehículo potente. Esto se debe al hecho de que el motor de combustión interna tiene una cierta característica de carga (la dependencia de la potencia de salida de la velocidad del eje), que tiene un rendimiento óptimo solo en un intervalo estrecho, generalmente desplazado hacia un lado. alta velocidad. Esta desventaja se compensa parcialmente con el uso de una caja de cambios, pero empeora la eficiencia general debido a sus propias pérdidas. Además, el motor de combustión interna no puede cambiar la dirección de rotación para proporcionar marcha atrás. El motor eléctrico está libre de estas deficiencias, proporciona arranque y parada instantáneos y no necesita de marcha en vacío, lo que permite excluir el acoplamiento del diseño. El motor eléctrico no requiere transmisión alguna, pudiendo ser colocado directamente en la rueda (motor-wheel).

La esencia del nuevo principio es que un motor que funciona con combustible convencional impulsa un generador eléctrico y, a través del sistema de control cantidad correcta la electricidad se transfiere a los motores eléctricos, poniendo en marcha vehículo. Es como una central eléctrica en un automóvil eléctrico, que genera energía para su propia propulsión. La esencia del esquema de operación de un automóvil híbrido es similar, pero significativamente modificada, principalmente al agregar batería, solo que en contraste con un coche eléctrico que tiene una capacidad menor, y por lo tanto un peso menor.

Un vehículo híbrido combina las ventajas de un vehículo eléctrico y un vehículo con motor de combustión interna (ICE). Esta es una proporción más alta acción útil vehículos eléctricos (80-90% para un vehículo eléctrico versus 35-50% para un motor de combustión interna) y una gran autonomía en una estación de servicio de un automóvil con motor de combustión interna.

Esquemas típicos

• Según el método de conexión del motor y el variador al variador:
  • Paralela. El motor y la transmisión están conectados por un diferencial, que está conectado a la transmisión de las ruedas. Utilizado en vehículos con Integrated Motor Assist (Honda). Se caracteriza por la sencillez (es posible usarlo junto con una caja de cambios manual) y bajo costo.
  • Secuencial. La fuente de corriente principal (la solución más común + generador eléctrico) está conectada solo al accionamiento, que a su vez está conectado al motor de tracción. EN carros aunque rara vez se usa (Yo-móvil). Un principio similar se utiliza en la transmisión eléctrica, que se utiliza en los casos en que es necesario transferir un gran momento del motor de combustión interna a las ruedas, por ejemplo, en transporte ferroviario o camiones mineros.
  • Serie-paralelo. El sistema puede operar tanto en serie como en paralelo, dependiendo del modo de operación. Implementado en vehículos con Hybrid Synergy Drive (Toyota), como el Toyota Prius.

• Por tipo de almacenamiento:
  • Eléctrico:
    • Basado en baterías electroquímicas
    • Basado en acumuladores inerciales
  • Mecánico:
    • Basado en acumuladores neumáticos, acumuladores hidráulicos con almacenamiento neumático.
    • Basado en acumuladores inerciales.

El esquema más utilizado para la implementación de un híbrido secuencial "motor de combustión interna - almacenamiento de energía eléctrica (no necesariamente de gran capacidad) - motor eléctrico". En el caso de un variador de alta capacidad, puede ser alimentado tanto por combustible como por la carga de una batería eléctrica (ejemplo de implementación - Chevrolet Volt) Cabe señalar que se pueden utilizar otras fuentes de corriente secundaria, como condensadores y supercondensadores. como una unidad. La principal ventaja de un automóvil híbrido es la reducción del consumo de combustible y las emisiones nocivas. Esto se logra completando Control automático modo de operación del sistema del motor usando ordenador de a bordo, comenzando por el apagado oportuno del motor durante una parada en el flujo de tráfico, con la posibilidad de continuar moviéndose sin arrancarlo, únicamente con la energía de la batería, y terminando con un mecanismo de recuperación más complejo - usando el motor eléctrico como un generador de corriente eléctrica para recargar las baterías. Además, en el caso de usar un grupo de generadores ICE como fuente de corriente primaria, el modo operación hielo es elegido como óptimo para uno u otro criterio. En algunos casos, se puede utilizar una microturbina (debido a la relación de peso y dimensiones de potencia) Locomotora de turbina de gas, también utilizada en algunos tipos transporte de pasajeros-por su mejor respeto al medio ambiente y bajo nivel de ruido ECObus

Razones para iniciar el desarrollo.

La principal razón para el inicio de la producción de híbridos ligeros fue la demanda del mercado de autos similares, causada por los altos precios del petróleo y las exigencias cada vez mayores sobre la compatibilidad con el medio ambiente de los automóviles. Al mismo tiempo, las mejoras en la tecnología y los incentivos fiscales para los fabricantes de híbridos hacen que estos coches, en algunos casos, sean incluso más baratos que los convencionales. En algunos países, los propietarios de híbridos están exentos de pagar impuesto de circulación y no pague estacionamiento municipal. El uso de vehículos eléctricos, a pesar de sus múltiples ventajas, e incluso de su consolidada producción, presenta una serie de inconvenientes:

• la necesidad de cargar la batería a largo plazo;
• una gran masa de baterías;
• campo de prácticas insuficiente;
• indisponibilidad de gasolineras;

Era necesario buscar compromisos y eliminar las deficiencias. Y tal compromiso fue el desarrollo de un automóvil híbrido.

Historial de desarrollo

Se cree que Lohner-Porsche es el primer automóvil con propulsión híbrida. El coche fue diseñado por el diseñador Ferdinand Porsche en 1901.

EN LOS EE.UU carros híbridos Comenzó a desarrollar Victor Vouk en los años 60 y 70.

EN LA URSS

En la Unión Soviética también se estaba trabajando para desarrollar coches híbridos. Entonces, el trabajo del científico soviético Nurbey Gulia condujo a la creación de un prototipo de automóvil híbrido basado en el camión UAZ-450, donde el volante era el dispositivo de almacenamiento de energía, la transmisión: variador especial. Fue uno de los primeros "híbridos". En 1966 se lograron ahorros de combustible de hasta un 50%.

En Kursk, en 1972-73, N.V. Gulia probó autobuses urbanos con volantes. unidades híbridas y variadores. Además, híbrido unidades de potencia para autobuses basados ​​en accionamiento hidráulico. En este último, los cilindros con nitrógeno comprimido y aceite desempeñaron el papel de almacenamiento de energía. A pesar de varios principios Los efectos de estos "híbridos" resultaron estar cerca uno del otro: el consumo de combustible se redujo aproximadamente a la mitad y la toxicidad del escape, varias veces. Pero estas tecnologías son soviéticas. Industria automotriz no empezó a usar.

Ventajas

Operación económica

La principal ventaja es la operación económica. Para lograrlo, era necesario buscar el equilibrio, es decir, equilibrar todo. indicadores técnicos coches, pero al mismo tiempo conservan todos los parámetros útiles de un coche convencional: su potencia, velocidad, capacidad para acelerar rápidamente, y muchos otros, muy características importantes incrustado en autos modernos. Además, la capacidad de acumular energía, incluso para no desperdiciar la energía cinética del movimiento durante el frenado, sino para cargar baterías, además de la principal claros beneficios, trajo a los automovilistas algunas "pequeñas alegrías", por ejemplo, menos desgaste de las pastillas de freno.

Cómo se lograron los ahorros:

• una disminución en el volumen y la potencia del motor;
• funcionamiento del motor en un modo óptimo y uniforme, mucho menos dependiente de las condiciones de conducción;
• parada completa del motor cuando sea necesario;
• la posibilidad de movimiento solo en motores eléctricos;
• frenado regenerativo con carga de batería.

Todo este sistema es tan complejo que sólo se hizo posible en su totalidad en condiciones modernas, utilizando algoritmos bastante complejos para el funcionamiento de la computadora de a bordo. Incluso la frenada correcta y eficaz (desde el punto de vista de la seguridad) está controlada por el ordenador de a bordo.

Limpieza ecológica

Defectos

dificultad alta

Los vehículos híbridos son relativamente más pesados, más complejos y más caros. coches tradicionales con motores Combustión interna. Las baterías tienen un pequeño rango de temperatura de funcionamiento y están sujetas a autodescarga. Además, son más caros de reparar. La experiencia en los EE. UU. sugiere que los mecánicos de automóviles son reacios a reparar vehículos híbridos. Estados Unidos está tratando de resolver el problema de los precios altos con exenciones fiscales.

Porsche ha renunciado a intentar producir un automóvil híbrido por su cuenta. Mitsubishi no intentó inicialmente crear un automóvil híbrido, sino que concentró todos sus esfuerzos en el desarrollo de vehículos eléctricos. El desarrollo en serie más exitoso hasta la fecha (2008) es Hybrid Synergy Drive (pronunciado [ unidad cineji híbrida]) de Toyota.

falta de transmisiones

Los híbridos mecánicos más prometedores no pueden competir con los híbridos eléctricos en esta etapa. El principal problema es la incapacidad de crear transmisiones adaptativas capaz de trabajar en amplia gama relaciones de transmisión (más de 20).

Eliminación de la batería

Aunque en menor medida que los vehículos eléctricos, los vehículos híbridos están sujetos al problema del reciclaje de baterías. El impacto de las baterías desechadas en el medio ambiente, al parecer, nadie ha investigado. Las baterías no se proporcionan en algunos vehículos híbridos (por ejemplo, en yo-mobile).

Calefacción de cabina

La alta eficiencia determina la baja generación de calor residual. EN autos ordinarios en horario de invierno este calor se utiliza para calentar la cabina. en hibrido vehículos de hielo no se detiene hasta que el interior se calienta a la temperatura requerida, lo que, por supuesto, aumenta el consumo de combustible. EN modelos americanos Toyota Prius también utiliza calentadores eléctricos, que funcionan con una batería de alto voltaje. No solo proporcionan calor sin un funcionamiento excesivo del motor de combustión interna, sino que también le permiten calentar el interior inmediatamente después de un arranque en frío del automóvil.

Peligro para los peatones

Instituto Americano para la Evaluación de Daños en Carreteras Instituto de Datos de Pérdida de Carreteras) publicó un estudio afirmando que los híbridos son más peligrosos para los peatones que los vehículos con motor de combustión interna. Porque mayor peligro híbridos para peatones es su tranquilidad en el modo de funcionamiento del motor eléctrico. Según las estadísticas de accidentes publicadas, las colisiones de vehículos híbridos con peatones ocurren con un 20% más de frecuencia y el grado de daño es mayor. Para solucionar este problema, se propone equipar los coches híbridos con un generador señal de sonido, que a bajas velocidades (hasta 30 km/h) imitará el sonido de un motor de combustión interna en marcha. Un generador similar se ha instalado desde 2010 en Toyota Prius. Ahora los requisitos para la presencia de un generador de sonido para híbridos y Maquinas electricas legalizado sólo en Japón. A fines de 2011, el presidente de los Estados Unidos, Barack Obama, instruyó a la Administración de Seguridad Nacional tráfico resolver este problema en los Estados Unidos en los próximos tres años.

El costo del automóvil, la apariencia y la disposición del interior.

Un automóvil híbrido no se ve diferente de sus contrapartes de "gasolina". Emitido diferentes tipos que van desde automóviles urbanos ordinarios hasta jeeps todoterreno y modelos deportivos. Un relleno peculiar solo agrega un orgullo especial al propietario. Al mismo tiempo, el precio se mantiene casi al mismo nivel. La pantalla, que muestra el funcionamiento del sistema y la dirección de los flujos de energía, ya ha sido apodada por algunos propietarios como el término "tamagotchi para niños grandes". Pero aún así, los fabricantes no recomiendan usar jeeps todoterreno en condiciones geoclimáticas difíciles.

Híbridos enchufables

Tal automóvil, también llamado inglés. vehículo eléctrico híbrido enchufable o PHEV, no es necesario enchufarlo a la toma de corriente, pero el propietario tiene esa oportunidad. Como resultado, el conductor obtiene todas las ventajas de un coche eléctrico sin su mayor inconveniente: el límite de kilometraje por carga. El automóvil se puede usar como un automóvil eléctrico la mayor parte del tiempo, y tan pronto como la carga cae por debajo de cierto nivel, una pequeña gasolina o motor diesel y tu carro sigue andando híbrido en serie activando los TED y cargando los acumuladores, después de que se cargan, el motor se apaga y el ciclo se repite. La carga se realizará principalmente por la noche, durante las horas en que la electricidad es más barata.

Un ejemplo de PHEV es, por ejemplo, el Chevrolet Volt, fabricado por la empresa Motores generales desde 2010.

Nunca me gustaría estar detrás de un autobús cuando está atascado en el tráfico. Horrible, mal olor, el humo y los escapes son simplemente insoportables. Y mientras algunos diseñadores fabrican prototipos ecológicos, otros trabajan para crear un autobús ecológico.

Después de todo, sin transporte público en general, no podremos vivir: las ciudades se están desarrollando, el viaje de un extremo al otro a veces lleva muchas horas y el metro no siempre nos conviene. ¿Podemos existir sin autobuses? No. Pero sin contaminación, ¡simplemente debe! Después de todo, las ciudades están llenas de autobuses y otros tipos de transporte público y empeoran significativamente nuestra ecología.

Volvo, que diseñó el primer híbrido verde autobús volvo 7700, propone luchar contra esto. Los diseñadores prometen que este autobús reducirá el consumo de combustible en un 30%. Y esta es una excelente solución en relación con el aumento constante de los precios de la gasolina. Bueno, en comparación con otros autobuses, la emisión sustancias nocivas en el aire se reduce hasta en un 40-50%. ¿Por qué el autobús se llama híbrido? Porque se puede usar con motor eléctrico equipado sistema de frenado, y es posible con combustible diesel, que se pueden utilizar por separado o simultáneamente.

En Gotemburgo, especialistas de la conocida industria automotriz volvo probó el primer autobús híbrido de marca. El resultado superó incluso sus expectativas más descabelladas: el consumo de combustible se redujo en un 80 % y el de energía, en un 60 %. Así lo dijo en un comunicado.

“Los resultados de las pruebas fueron mejores de lo que esperábamos. El autobús híbrido consume menos de 11 litros de combustible cada 100 kilómetros. Esto es 81% menos que un convencional autobús diésel”, dice el líder de la prueba Johan Helsing. Además, los datos de ahorro energético global resultaron ser superiores a lo previsto. El autobús híbrido enchufable consume un 61% menos de energía de la necesaria regulaciones ambientales Euro 5 para autobuses diésel.

El principio de funcionamiento de un autobús híbrido es muy simple. Moviéndose a lo largo de la ruta establecida en la ciudad, el autobús recarga periódicamente su batería en las paradas utilizando la conexión al cargador de neumáticos.

Las barras de carga colocadas en el techo recuerdan un poco a los actuales colectores de trolebuses o tranvías. Para cargarse, suben automáticamente y entran en contacto con los electrodos. cargador mientras los pasajeros suben o bajan del autobús.

El esquema de recarga de baterías permitió que los autobuses híbridos recorrieran la mayor parte de la ruta con tracción eléctrica. Los representantes de la empresa también señalan que esta técnica causa menos daño. ambiente, proporciona a los pasajeros y al conductor más comodidad al reducir las emisiones y el ruido.

Los conductores que operaron los autobuses durante las pruebas notaron un viaje silencioso y cómodo sin vibraciones. El motor diesel se encendió muy raramente, a pesar de que las rutas están llenas de subidas. La duración total del trabajo con electricidad fue de aproximadamente el 85% del tiempo total que los autobuses dedicaron a las rutas.

Las pruebas de los buses híbridos aún continúan, su programa incluye 10,000 horas de operación y continuará durante la mayor parte del año. el próximo año. Otro proyecto similar comenzará en Estocolmo, donde 8 autobuses híbridos harán rutas.

Sin embargo, como se indica en el anuncio de la empresa, una serie de países europeos ya han expresado interés en introducir híbridos en el esquema tráfico de pasajeros. Los contratos para el suministro de autobuses híbridos en 2014 y 2015 fueron firmados por las autoridades de Hamburgo y Luxemburgo. En 2015, Volvo planea lanzar un comercial producción en masa máquinas similares.

El autobús híbrido Volvo está propulsado por un pequeño motor diésel y un motor eléctrico alimentado por una batería de litio. Puramente con electricidad sin ruido ni emisiones, el autobús puede viajar unos 7 kilómetros. La recarga de las baterías tarda de 5 a 6 minutos.

El 9 de septiembre de 2008, en el marco del Foro Internacional de Transporte Motorizado 2008 "Autobuses rusos" (la división de autobuses del Grupo GAZ), presentó un autobús urbano de piso bajo LIAZ 5292 con propulsión híbrida: el desarrollo original de Likinsky. fábrica de autobuses. Este es el primer autobús ruso con propulsión híbrida, que no tiene análogos en ningún otro fabricante nacional.

El autobús LIAZ 5292 con accionamiento híbrido está diseñado para trabajar en ciudades, megaciudades. Pruebas de certificación nueva modificación se llevará a cabo este año. El primer lote piloto aparecerá en el mercado en 2009.

El autobús está unificado con los autobuses de piso bajo LIAZ existentes en términos de carrocería y tipos de unidades, que complementarán la línea de productos del Grupo GAZ, que funciona con combustibles alternativos (diésel-gas-electricidad).

Al mismo tiempo, esto permitirá que los grandes transportistas de pasajeros formen la red urbana más eficiente red de rutas, al combinar diferentes tipos de transporte público en una base, y así reducir los costos operativos.

El autobús LIAZ 5292 está equipado con un motor diesel Cummins de cuatro filas estándar ambiental Euro - 4 y un conjunto de equipos de tracción, compuesto por un motor-generador de tracción asíncrono TAG 225-280, un motor de tracción asíncrono reversible TAD 225-380, un sistema de neutralizadores y supercondensadores. El uso de un propulsor híbrido en un autobús urbano le permite:
- reducir varias veces el nivel de emisiones nocivas cuando se conduce en el ciclo urbano;
- reducir el consumo de combustible en un 25-30%;
- utilizar un motor de combustión interna con una potencia un 25-30% inferior manteniendo el par en las ruedas motrices;
- aumentar el confort del autobús (reducción de ruidos, vibraciones, etc.);

Según Nikolai Borisovich Odintsov, Director de la División de Autobuses del Grupo GAZ, “el concepto de un autobús con propulsión híbrida constituye la mejor oferta para programas urbanos para nuestros clientes. Los propulsores híbridos son ideales para autobuses urbanos que a menudo tienen que frenar y acelerar en rutas muy transitadas, como en paradas y semáforos. Y el uso de esta tecnología reducirá las emisiones de CO2 al medio ambiente”.

Además, en la exposición se presenta una nueva modificación del autobús KAVZ 4239, cuya producción en masa se lanzó en julio de 2008. plataforma. Después de probar el prototipo KAVZ 4239 en el rally "Rusia - Autobuses rusos", se realizaron una serie de mejoras en el diseño del autobús. El autobús entró en producción en serie con una ergonomía mejorada del asiento del conductor, panel nuevo dispositivos, una partición sólida del asiento del conductor.

En la exposición, la empresa también presentó desarrollo conjunto"Grupo GAZ" y "Marcopolo" - un pequeño autobús urbano "Real". La modificación básica del autobús ha sufrido algunos cambios: se ha reforzado el pilar lateral de la carrocería, se han cambiado los espejos retrovisores, la ventana del conductor y la puerta del conductor.

REAL
El autobús está diseñado para trabajar en rutas urbanas. Este modelo de clase pequeña sobre un chasis Hyundai está diseñado para 22 asientos(capacidad total - 29) y está diseñado para trabajar en rutas urbanas y suburbanas. Dimensiones del autobús - 7890/2040/2680 mm.
El interior del autobús está equipado con pasamanos de seguridad, asientos antivandálicos, bastidores de equipaje conductor, iluminación central, iluminación individual para el puesto de trabajo del conductor y del acompañante. El diseño de la cabina permite que los pasajeros estén de pie. La cabina proporciona un lugar para almacenar las herramientas del conductor. Las ventanas laterales se insertan en perfiles de goma, lo que redujo su costo, las rejillas de ventilación de las ventanas se separan en diferentes direcciones.

KAVZ 4239
Este autobús está diseñado para trabajar en rutas urbanas. Las grandes ventanas en la cabina del conductor brindan una buena visibilidad. espacioso y hermoso salon, diseño elegante y brillante.
Dimensiones del autobús - 10290/2550/3080 mm. El autobús está equipado con un motor Deutz Euro 3 y una caja de cambios EATON FAW. La capacidad total de pasajeros es de 89 pasajeros, incluidos 23 asientos.

LiAZ 5292 con propulsión híbrida
autobús urbano gran clase con nivel bajo género. El motor está ubicado longitudinalmente en voladizo trasero. El autobús te permite transportar personas desde minusválido. En la cabina, junto con una rampa especial, hay lugares para colocar sillas de ruedas.

Durante el funcionamiento, el motor diésel transfiere parte de la energía directamente a las ruedas y el resto va al generador eléctrico. Parte de la corriente del generador se destina a recargar las baterías de iones de litio, que se encuentran en el techo del autobús, y otra parte se devuelve a cuatro motores eléctricos en el cubo de la rueda, que hacen girar las ruedas. Cuando el autobús se acerca, se detiene y se aleja de una parada, puede funcionar completamente con electricidad, lo que no solo reduce la cantidad de emisiones nocivas, sino que también garantiza un viaje silencioso.

La capacidad total de pasajeros del LiAZ-5292 es de 100 personas, incluidos 22 asientos. Dimensiones del autobús -11990/2500/2880 mm.