Auton ei pitäisi olla luksusta, vaan päivittäinen kulkuväline, tämä totuus on jo pitkään voittanut kuljettajien sydämet. Tämän Ostap Benderin unelman toteuttamiseksi omistajat tekevät valtavia ponnisteluja vähentääkseen rakkaan "ystävänsä" kustannukset minimiin. Voit itse vaikuttaa johonkin: aja varovasti - tulee vähemmän, osta laadukkaita osia - joudut vaihtamaan harvemmin, tankkaa kallista bensaa, korkealaatuista bensiiniä- moottorihäiriöt ovat minimoituja. Mutta toiminnan kallein osa on silti tankkaus. Hinnat eivät ole meistä riippuvaisia. Tästä syystä autojen hybridimoottori alkaa nyt saada suurta suosiota.

Syitä tähän on useita, ja autoilijat voidaan jakaa kahteen leiriin. Ensin mainitulle tärkein ja yleisin syy on polttoaineen hinta. Emme asu Venezuelassa, Saudi-Arabiassa tai Kuwaitissa, missä bensiini on halvempaa kuin vesi. Ja nelipyöräistä "ystävää" on "ruokittava" säännöllisesti. Jälkimmäiselle luonnonympäristön ja kaiken siihen liittyvän suojelu on elintärkeää.

Miksi ajatus tällaisten moottoreiden luomisesta syntyi? Tarkastellaanpa käytössä olevien autojen toimintaperiaatetta, etuja ja haittoja sekä. Moottorit sisäinen palaminen tehokkaampia, mutta samalla kehittäjät eivät pysty täysin eliminoimaan hiilidioksidipäästöjä ympäristöön. Tämä tekijä on maailman öljyvarojen väheneminen ja sen seurauksena tällaisen energialähteen hinnan säännöllinen ja järjestelmällinen nousu.

Sähköllä on kiistattomat etunsa, ennen kaikkea se on ympäristöystävällistä ja halvempaa. Mutta samaan aikaan sähköautot eivät tällä hetkellä voi saada suurta suosiota, koska kuvaannollisesti sanottuna tarvitaan "infrastruktuuria": autojen latausasemia, erikoistuneita huoltoasemia, jotka keskittyvät tämän tyyppisten moottorien korjaukseen ja huoltoon. Mutta tärkein tekijä on teho, joka on huomattavasti huonompi kuin polttomoottoreissa. Ja seurauksena nopeus jättää paljon toivomisen varaa (konepellin alla ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi "hevosia".

Nämä tekijät ovat pakottaneet valmistajat pohtimaan vaihtoehtoja ja kehittämään hybridiajoneuvoja, joissa hyödyt yhdistetään ja vähennetään nolla pistettä näiden kahden ajoneuvotyypin haitoista.

Hybridiautojen ominaisuudet

Kehittäjät lähestyivät tätä asiaa kattavasti. Tässä tapauksessa useita ongelmia ratkaistiin: vähennettiin minimiin, millä on myönteinen vaikutus ympäristötilanteeseen paitsi kaupungeissa myös koko maapallolla; yhdistämällä kahta energiatyyppiä käyttökustannukset pienenevät; Sähkömoottorin haitat (pieni teho) kompensoivat bensiinimoottorin edut ylöspäin. Itse asiassa tällaisia ​​autoja nopeusrajoitus ei eroa bensiinistä. Toisin kuin yllä kuvatut, hybridimoottorilla varustetuissa autoissa on kaksi voimanlähdettä, jotka koostuvat kahdesta voimayksiköstä ja useista elementeistä:

• Polttoainetankki. Bensiinillä sen sijaan on suurempi energiatiheys. Ymmärtääksesi, annetaan esimerkki - 1 litran bensiiniä vastaa noin 450 kg painavaa akkua;
• Bensiinimoottori. Yleensä ne ovat pienempiä ja modernisoituja viimeinen sana tekniikka, joka vähentää merkittävästi auton kokonaispainoa ja lisää tehoa;
• Sähkömoottori ei ole vain tehokkaampi, vaan myös suunniteltu toimimaan yhdessä bensiinimoottorin kanssa. Se voi myös toimia generaattorina lataamaan akkua;
• Akut, päätoiminto jotka varastoivat energiaa sähkömoottorille, joka puolestaan ​​​​voi syöttää niitä keskenään;
• Generaattori - toimii sähkömoottorin periaatteella, mutta tuottaa sähköä.
• Vaihteistoilla on lähes samat toiminnot kuin tavallisissa autoissa. Mutta samaan aikaan hybridityypistä riippuen ne voivat olla erilaisia. Tarttuminen Toyota merkit ominaista haarautuvat tehovirrat. Tässä tapauksessa moottori toimii mukavimmalla kuormitus- ja nopeusalueella. Ja tämä puolestaan ​​​​vaikuttaa merkittäviin polttoainesäästöihin.

Toimintaperiaate

Itse sana hybridi tarkoittaa risteytymistä. Meidän tapauksessamme kaksi erilaista teknologiaa ja kaksi energialähdettä yhdistetään yhden tehtävän suorittamiseksi - eteenpäin. Hybridimoottorin toiminta perustuu siihen, että polttomoottori pyörii ja antaa energiaa sähkömoottorille, joka puolestaan ​​pyörittää voimansiirtoa, mikä auttaa sen "kumppania" työskentelemään optimaalisessa tilassa, luoden lisävoimaa. Tämän seurauksena äkilliset heilahtelut ja kuormitukset jäävät pois ja tuottavuus kasvaa merkittävästi.

Vaihtoehtoja on useita:

Rinnakkainen. Bensiinimoottori käy polttoainetankki, ja sähkömoottori saa virtansa akuista. Tämän seurauksena molemmat moottorit pyörittävät voimansiirtoa, joka vuorostaan ​​käyttää pyöriä.

Mikrohybridi. Tämän periaatteen on kehittänyt Toyota. "Hybridi" liikkuu pienillä nopeuksilla ja käynnistyy kokonaan sähkömoottorin ansiosta. Kun vaihdat kohteeseen lisääntynyt nopeus ICE (sisäpolttomoottori) on kytketty. Mutta samaan aikaan nousujen aikana ajettaessa vaikeilla tieosuuksilla (hiekka, muta) ja lisäämällä muita kuormia Sähkömoottori Lisäksi se saa virtansa akusta rinnakkaiskäyttöä ja lisää vetovoimaa varten. Kaikkea tätä ohjataan elektronisesti eikä vaadi kuljettajan toimia.

Keskikokoinen hybridi. Tällaisella hybridimoottorilla varustetulla autolla on omat ominaisuutensa - sähkömoottorilla ajaminen on mahdotonta. Mutta samaan aikaan sähköinen veto lisää merkittävästi käyttötehokkuutta lämpömoottori tuottamalla hieman korkeamman jännitteen kuin akut voivat tarjota, mikä puolestaan ​​​​lisää pääkoneen tehoa.

Täyshybridi. Tässä vaihtoehdossa sähkö on ensin. Liike etenee vain hänen kustannuksellaan. Korkeajänniteakku latautuu palautumisen ansiosta. Nykyinen erillinen kytkin kahden moottorityypin välillä varmistaa näiden järjestelmien erottamisen. Tämän seurauksena polttomoottori kytketään vain tarvittaessa.

Erotettu. Siinä on generaattorimoottori ja bensiinimoottori. Planeettavaihteen kautta vääntömomentti välittyy. Osa tehosta käytetään suoraan koneen liikuttamiseen, osa kertyy korkeajänniteakkuun puhtaan sähköenergian muodossa.

Johdonmukainen. Hybridimoottori toimii siten, että bensiinimoottori käyttää generaattoria, joka lataa akkuja, jotka puolestaan ​​antavat energiaa sähkömoottorille, joka pyörittää voimansiirtoa ja sen seurauksena pyöriä.

Edut

Jos analysoit hybridien hintoja, huomaat, että ne ovat kalliimpia kuin perinteiset autot. Pitäisikö sinun pelätä "purevia" määriä? Ensinnäkin on tarpeen analysoida, mitä saat lopulta ostaessasi tämän vaihtoehdon. Ja vasta sen jälkeen päätä, oletko valmis sijoittamaan pääomaa (vaikka se olisi luottoostos), joka lopulta muuttuu päivittäisiksi säästöiksi. Ja mitä enemmän bensiinin hinta nousee, sitä suurempi on nettotulosi.

Mutta aloitetaan vähän eri tavalla. Hybridimoottorilla varustettu auto auttaa vähentämään hiilidioksidipäästöjä ilmakehään, jotka kymmenkertaistuvat. Tämän seurauksena elämästä kaupungissa tulee mukavampaa ja sinä myötävaikutat planeetan parantamiseen. Lisäksi säästät sakoissa ilmakehän päästöjen ylittämisestä.

Akut ladataan koneen voimalaitoksesta, eikä niitä lopulta tarvita ulkoinen lähde varten jatkuva lataus, kuten sähkömoottoreissa. Pohjimmiltaan hankit lisäenergian lähteen, mikä lisää polttomoottorin hyötysuhdetta.

Kokeneiden asiantuntijoiden kehityksen ansiosta bensiinimoottorin paino pienenee merkittävästi ja sen seurauksena auton kokonaispaino. Jokainen autoharrastaja tietää, mitä tämä tarkoittaa. Okan bensankulutusta 100 kilometriä kohden ei voi verrata. Ja tämä riippuu ensisijaisesti massasta. Tuloksena on kattavat säästöt tankkauksesta ja sähkön käytöstä.

Kaikkien osien, myös rungon, valmistukseen käytetään kevyitä materiaaleja. Samalla ne ovat vahvoja ja luotettavia: valmistettu metalleista (alumiiniseokset, magnesium) sekä hiilikuidusta. varten yleistä tietoa: 1-litrainen Insight-moottori painaa vain 56 kg, kun taas teho on melko kohtuullinen (67 Hevosvoimaa) ja kierrosta minuutissa (5 700). Sähkömoottorin "apu" käynnistyksessä mahdollistaa kiihdytyksen 0 - 100 km/h.

Tällaisissa autoissa vaihteistoa ei tarvita. Vetopyörien vetovoimassa tapahtuu automaattinen muutos, jonka tuottaa sähkömoottori.

Kiitokset jatkuvaa kehitystä suunnittelijat parantavat aerodynamiikkaa. Tähän kaikki suunnittelijat pyrkivät. Juuri ilman ja tuulen vastustuskyky ei salli "syödä" sisäisen "sydämen" merkittäviä resursseja kerrottuna rinnakkaisen energiajärjestelmän avulla.

Toinen säästöresurssi on erityisten, perinteisiin renkaisiin verrattuna jäykempien renkaiden asennus. Ne pumpataan alle suhteellisen korkeapaine. Tämä auttaa vähentämään tienpinnan vastusta.

Tämän koneenrakennusalan kehitysnäkymät ovat mahdollisia vain, jos integroitu lähestymistapa: kevyiden runkojen kehitys, tilavat, mutta samalla kompaktit akut (jotta ne eivät vie paljon tilaa konepellin alla); parantaa akun latausta helpommin, nopeammin ja edullisemmin; energian "uudelleenkäyttöjärjestelmän" parantaminen.

Otettuaan huomioon kaikki hybridimoottorilla varustetun auton ominaisuudet, voimme päätellä: tietenkään näin ei ole ikiliikkuja, josta jokainen autoilija ja puhtaustaistelija haaveilee ympäristöön. Pikemminkin tämä on uusi askel kohti moottoreiden modernisointia, taistelua hupenevien luonnonvarojen säästämiseksi. Mutta ne auttavat sinua säästämään paljon rahaa jokaisesta täytöstä. Siksi, jos olet uuden auton valinnan edessä, ajattele sitä tosiasiaa, että tällaisen mallin ostaminen antaa lopulta merkittäviä bonuksia: itse asiassa joka sata kilometriä matkaa "panee syrjään" lompakkoosi ylimääräistä rahaa polttomoottoreihin verrattuna .

Hybridi moottori(tai hybridi) on voimalaitos, joka käyttää useita polttoainetyyppejä (kahta tai useampaa lähdettä) ja niiden yhteiskäytön synergiavaikutusta. Tämä voi olla bensiiniä ja sähköä, bensiiniä ja kaasua, dieseliä ja sähköä, vetyä, bensiiniä ja sähköä ja monia muita yhdistelmiä. Hyvä, moderni teknologia antaa sinun tehdä tämän.

Hybridimoottoreiden historia.

Hybridimoottorin pitäminen jonkinlaisena ultramodernina keksintönä on lievä väärinkäsitys. Kyllä, nykyaikaiset hybridit ovat huipputeknologiaa insinööriprojekti, mutta jos katsot sitä, hybridimoottori on peräisin 1800-1900-luvuilta. Niinpä vuonna 1897 ranskalainen Parisienne des Voitures Electriques aloitti hybridimoottoreilla varustettujen autojen valmistuksen.

Hieman myöhemmin, vuonna 1900, kuuluisa amerikkalainen yhtiö alkoi hallita hybridien tuotantoa. General Electric. Mielenkiintoista on, että hybridi-kuorma-autoja valmistettiin Chicagossa vuoteen 1940 asti, vaikka niitä ei yleensä valmistettu massatuotantona.

Hybriditekniikka ei tuolloin juurtunut useista syistä. Ensinnäkin polttoaineiden ja energiavarojen hinnat olivat noina vuosina niin alhaiset, että ne estivät hybridien tuotannon taloudellisen kannattavuuden. Toiseksi, perinteisen bensiinimoottorin teho oli ehdottomasti paljon suurempi tuolloin.

Energiakriisi Viime vuosina Energian hintojen nopeaan nousuun ja tiukentuviin ympäristömääräyksiin liittyvät vaikutukset ovat saaneet valmistajat kehittämään ja valmistamaan tehokkaita uuden sukupolven hybridimoottoreita. Nykyaikainen hybridi on yleensä kahden päävoimalaitoksen järjestelmä: bensiini (tai diesel) ja sähkö. Niiden lisäksi ketjussa on mukana useita muita tukisolmuja. Ne voivat olla esimerkiksi: sähkögeneraattori, akku (kerää varauksen), invertteri (muuntaa DC. muuttuvassa) ja elektronisessa variaattorissa. Kaikkea tätä ohjaa ja ohjaa moderni, tehokas tietokone, joka tehostaa energiankäyttöä kymmeniä kertoja verrattuna perinteiseen manuaaliseen tai analogiseen ohjaukseen. Järjestelmän polttoaineosa voi toimia samanaikaisesti sähköosan kanssa, mutta myös erilliset jaksot on järjestetty. Työn aikana on tärkeää polttoainejärjestelmä, sähkö ei seiso tyhjäkäynnillä, vaan kerää (kerää) energiaa.

Hybridimoottorin laite ja toimintaperiaate. Nykyään hybridejä on useita:

• Peräkkäinen (sarjahybridi). Tässä järjestelmässä polttomoottori käyttää generaattoria, josta saatava sähkö saa virran sähkömoottorille. Jälkimmäinen puolestaan ​​pyörittää auton pyöriä. Tämä lähestymistapa antaa sinun käyttää Kaasumoottori pieni teho edellyttäen, että se toimii jatkuvasti parhaalla mahdollisella teholla. Tämän mallin autot ovat yleensä pieniä ja niissä on suuri akku (esimerkiksi Chevrolet Volt);
• Rinnakkaishybridi. Tässä tapauksessa auton pyörät toimivat sekä bensiini- että sähkömoottorilla. Ajo-olosuhteista riippuen sähkömoottori voi tarjota lisätehoa. Tämä kuvio esiintyy hyvin usein. Akut ovat tässä tapauksessa kompakteja ja niitä ladataan ajon aikana. ajoneuvoa. Pääasiallinen haitta Ongelmana tässä on se, että sähkömoottori ei voi samanaikaisesti pyörittää pyöriä ja ladata akkua. Samanlainen suunnitelma on otettu käyttöön Siviiliautot Hybridi ja Volkswagen Touareg Hybridi;
• Sarja-rinnakkais (sekoitettu). Nimestä on helppo olettaa, että kolmas tyyppi yhdistää kaksi edellistä. Päällä Tämä hetki Tämä on tehokkain hybridimalli. Yhdistettyä vetovoimaa (bensiinimoottori ja sähkömoottori) voidaan käyttää pyörien pyörittämiseen. Lisäksi sähkömoottori voi samanaikaisesti tuottaa sähköä (toimia generaattorina) ja luoda työntövoimaa (kuten moottori). Järjestelmän haittana on sen erittäin korkea hinta.

Esimerkki sekajärjestelmästä on Lexuksen (Toyota) Hybrid Synergy Drive -hybridivoimala. Siinä on 3,3 litran bensiinimoottori, 2 sähkömoottoria ja akku. Näiden kolmen rakenneosan välisessä kytkennässä käytetään tehonjakolaitetta, jossa on kompakti planeettavaihteisto, joka vähentää kitkasta aiheutuvaa energiahävikkiä. Energiavirtojen ohjaamiseen on ohjausyksikkö ja puolijohdekytkinlaite. HSD-yksikön invertteri muuntaa akun DC-virran vaihtovirta sähkömoottorille.

Sähkömoottoria käytetään auton liikuttamiseen alhaisilla nopeuksilla ja käynnistämiseen. Näin voit säästää bensiiniä ja edetä sujuvasti. Normaaliin ajotilaan vaihdettaessa käynnistetään bensiinimoottori, joka toimii rinnakkain sähkömoottoreiden kanssa. Ylimääräinen energia siirtyy akkuun. Kiihdytyksen aikana polttomoottori on aktiivisesti käynnissä. Jarrutustilassa käytetään ns. regeneratiivista jarrujärjestelmää, kun sähkömoottorit toimivat generaattoritilassa ja lataavat akkua. Nuo. pääkäyttötavoissa käytetään bensiinimoottoria ja välitiloissa (siirtymä) sähkömoottoria.

Hybridimoottorin edut ja haitat. Tietysti huolimatta korkeatasoinen teknologiat, hybridi-asennus on sekä kiistattomia etuja että joitain haittoja, joiden parissa johtavat insinöörit jatkavat työtä. Aloitetaan eduista:

• tehokas polttoaineenkulutus ja jopa 35 % säästöt;
• alhainen pakokaasun myrkyllisyys;
• matala ääni;
• auton erinomainen käsiteltävyys ja tasaisempi kiihtyvyys;
• asennuksen täysi hallinta käyttämällä ajotietokone ja elektroniset järjestelmät;
• akun komponentit hybridi autot matkapuhelimet on helppo hävittää ja kierrättää;
• regeneratiivinen jarrujärjestelmä auttaa säästämään energiaa;
• pitkä akun käyttöikä hybridiautolle.

Hybridien haitoista on syytä mainita seuraavat:

• hybridiautojen korkeat kustannukset voimalaitos;
• korkeat varaosien ja korjausten kustannukset. On epätodennäköistä, että pystyt korjaamaan sen itse, mutta täysi palvelu vastaavia autoja toistaiseksi he voivat tarjota vain hyvin suurkaupungit. Lisäksi tarvittavien varaosien toimittamisessa voi esiintyä viiveitä;
• Sähköjärjestelmä ei siedä merkittäviä lämpötilan muutoksia.

Suosittu väärinkäsitys hybridimoottoreista on myytti, että voimansiirron teho ja hyötysuhde heikkenevät. Tämä ei päde hybridin tehoon. täysi tilaus. Lisäksi tankkaukseen ei tarvita erityistä polttoainetta.

Maailman johtavat autonvalmistajat ovat jo arvostaneet hybridimoottoreiden edut. Joka vuosi hybridiautojen määrä kasvaa ja saavuttaa yhä enemmän suosiota kuljettajien keskuudessa. Markkinat laajenevat. Hybridimoottori on todellinen tekniikan mestariteos, ultramoderni, taloudellinen ja ympäristöystävällinen laite, joka on globaalin autoteollisuuden lähitulevaisuus. Hiilivetypolttoaineiden hinnannousun valossa voimme turvallisesti ennustaa, että 5-10 vuoden kuluttua hybridivoimaloita leviää laajalle maailmalle.

Ajoneuvojen määrän kasvu maailmassa ja monet ympäristöongelmat, joita ihmiskunta on kohdannut viimeisten parin vuosikymmenen aikana, ovat johtaneet vakaviin muutoksiin autoteollisuudessa.

Niitä saneli ensinnäkin merkittävästi tiukentunut ympäristöstandardeja ja polttoaineen hinnannousu, jonka vuoksi autonvalmistajat joutuvat etsimään keinoja vähentää autojen myrkyllisten päästöjen määrää ja kokonaispolttoaineen kulutusta.

Samaan aikaan sähköautojen tulosta huolimatta ajoneuvojen kehittäminen polttokennoja, ainoa tehokas tapa tänään osoittautui hybridimoottoreilla varustettujen autojen luomiseksi - helpoin tapa "sopeutua" taloudellisiin standardeihin ja tarjota kuluttajalle helppokäyttöinen tuote.

Yritämme puhua siitä, mitkä "hybridiautojen" markkinat ovat tänään tässä materiaalissa, koska nykyään monilla mahdollisilla ostajilla ei ole aavistustakaan, mitä hybridiauto tarkoittaa ja mitä etuja se tarjoaa.

Hybridiautot – mitä ne ovat?

Hybridipiirille rakennetun ajoneuvon periaate on hyvin yksinkertainen. Se perustuu perinteisen kaasugeneraattorin periaatteeseen, kun ajoneuvon voimayksikkö pyörittää generaattoria ja lataa ajoakkua.

Video - kuinka hybridiauto toimii:

Akkuenergia puolestaan ​​antaa auton liikkua jonkin aikaa yksinomaan sähköllä ilman myrkyllisiä päästöjä. Kun akkujen energia loppuu, se alkaa taas toimia bensiinimoottori, jonka avulla voit jatkaa ajamista ja samalla täydentää akkujen varausta.

On sanottava, että tämän järjestelmän ohella on toinenkin, nimeltään plug-in hybrid. Siinä akkua ladataan paitsi moottorista, myös tavallisesta kodin sähköpistorasiasta, ja sen kapasiteetti riittää lyhyiden matkojen (yleensä noin 30-40 kilometrin) matkustamiseen. Itse asiassa tämä tarkoittaa, että pääset töihin ja takaisin ilman bensiinimoottoria ollenkaan (ja vastaavasti tuhlaamatta polttoainetta).

Hybridimoottorilla varustettujen autojen edut

Varmasti monet kysyvät, miksi edes "aidata puutarha" akuilla, sähkömoottoreilla, akuilla ja polttomoottorilla? Mikä antaa hybridi piiri voimalaitos?

Ennen kuin vastaat tähän kysymykseen, on syytä muistaa, milloin "perinteinen" auto kuluttaa eniten polttoainetta. Tiedetään, että suurin kulutus (ja vastaavasti päästöjen myrkyllisyys) tapahtuu kiihdytysvaiheen aikana. matkalentonopeus, sekä kaupunkiajossa, jossa kiihdytetään ja jarrutetaan usein.

Video - kuinka voit parantaa hybridiautoa:

Hybridivoimalaitoksella varustetuissa autoissa sähkökäyttö tulee siis toimimaan juuri näissä tiloissa. Kun akku on ladattu täyteen, "hybridi" alkaa liikkua sähköllä, ja kun se saavuttaa tietyn nopeuskynnys(mallista riippuen nopeus on 20-40 kilometriä tunnissa) polttomoottori käynnistyy.

Samaan aikaan eniten laaja valikoima Toyotan "hybridit" esitellään suoraan Japanissa ja Yhdysvalloissa. Japanin kotimarkkinoilla autoja myydään Toyota-brändillä, ja Amerikassa perinteisesti Lexus on suosituin (Venäjällä on sanottava, että suurin osa hybridiautoista myydään myös tällä merkillä).

Japanin markkinoita olisi oikeutetusti pidettävä Toyotan hybridiautojen määrän kyllästyneinä. Yritys näyttää kaiken siitä uusimmat mallit, jolla he "testaavat" teknologioita, joiden pitäisi mennä sarjoihin "globaalisissa" malleissa.

Miten se toimii, katsotaanpa esimerkkiä Touaregista, jossa on hybridivoimayksikkö.

Mitä termi "hybridikäyttötekniikka" tarkoittaa?

Termi "hybridi" tulee latinan sanasta hybrida ja tarkoittaa jotain ristissä tai sekoitettua. Suunnittelussa hybridi on järjestelmä, jossa kaksi erilaista teknologiaa yhdistetään keskenään. Käyttökonseptien yhteydessä termillä hybridikäyttötekniikka viitataan kahteen suuntaan: bivalenttinen (tai kaksipolttoaineinen) voimansiirron hybridivoimansiirto

Hybridikäyttötekniikan tapauksessa puhutaan kahden eri voimayksikön yhdistelmästä, joiden toiminta perustuu erilaisiin toimintaperiaatteisiin. Tällä hetkellä hybridikäyttötekniikka tarkoittaa polttomoottorin ja sähkömoottori-generaattorin (sähkökoneen) yhdistelmää. Tätä sähkökonetta voidaan käyttää generaattorina sähköenergian tuottamiseen, vetomoottorina auton liikuttamiseen ja käynnistimenä polttomoottorin käynnistämiseen. Päärakenteen suunnittelusta riippuen hybridejä on kolme tyyppiä virtalähde: niin sanottu "mikrohybridi" voimayksikkö, ns. "mid-hybrid" voimayksikkö, ns. "täyshybridi" voimayksikkö.

"Mikrohybridi" voimansiirto

Tässä käyttökonseptissa sähkökomponentti (käynnistin/laturi) toimii yksinomaan start-stop-toiminnon toteuttamisessa. Osa kineettisestä energiasta voidaan käyttää uudelleen sähköenergiana (talteenotto). Ajoa vain sähkövedolla ei tarjota. Lasikuitutäytteellä varustetun 12 voltin akun parametrit on mukautettu moottorin toistuviin käynnistyksiin.

"Keskihybridi" veto

Sähkökäyttö tukee polttomoottorin toimintaa. Auton on mahdotonta liikkua pelkällä sähköllä. Keskihybridikäytössä suurin osa kineettisestä energiasta jarrutuksen aikana regeneroidaan ja varastoidaan sähköenergian muodossa suurjänniteakkuun. Korkeajänniteakku sekä sähkökomponentit on suunniteltu korkeammalle sähköjännite ja siten enemmän korkeajännite. Sähkömoottorigeneraattorin tuen ansiosta lämpömoottorin toimintatila voidaan siirtää maksimaalisen hyötysuhteen alueelle. Tätä kutsutaan kuormituspisteen siirtymäksi.

"Täyshybridi" voimansiirto

Tehokas sähkömoottori-generaattori on yhdistetty polttomoottoriin. Liikkuminen on mahdollista vain sähköllä. Sähkömoottorigeneraattori tukee olosuhteiden salliessa polttomoottorin toimintaa. Liikkuminen alhaisella nopeudella tapahtuu vain sähköisellä vetovoimalla. Start Stop -toiminto on toteutettu polttomoottorissa. Rekuperaatiota käytetään korkeajänniteakun lataamiseen. Polttomoottorin ja sähkömoottorin generaattorin välisen irrotuskytkimen ansiosta on mahdollista irrottaa molemmat järjestelmät. Polttomoottori otetaan käyttöön vain tarvittaessa.

Hybriditekniikan perusteet

Täyshybridivoimansiirtojärjestelmät on jaettu kolmeen alaryhmään: rinnakkaishybridivoimansiirto, split-hybridivoimansiirto (erillisillä tehovirroilla), sarjahybridivoimansiirto.

Rinnakkaishybridivoimansiirto

Hybridivoimayksikön rinnakkaisrakenne on yksinkertainen. Sitä käytetään, kun on tarpeen "hybridisoida" olemassa oleva auto. Polttomoottori, sähkömoottorin generaattori ja vaihdelaatikko sijaitsevat samalla akselilla. Tyypillisesti rinnakkaishybridivoimansiirtojärjestelmä käyttää yhtä sähkömoottori-generaattoria. Polttomoottorin yksikkötehon ja sähkömoottorigeneraattorin tehon summa vastaa täysi voima. Tämä konsepti mahdollistaa komponenttien ja osien suuren lainausasteen vanha auto. U nelivetoiset ajoneuvot kaikki neljä pyörää ovat ajettuja Torsen-tasauspyörästön ja vaihteiston avulla.

Jaettu hybridikäyttö

Split-hybridikäyttöjärjestelmässä on polttomoottorin lisäksi sähkömoottori-generaattori. Molemmat moottorit sijaitsevat konepellin alla. Polttomoottorin sekä sähkömoottorigeneraattorin vääntömomentti syötetään ajoneuvon vaihteistoon planeettavaihteen kautta. Toisin kuin rinnakkaishybridikäytössä, yksittäisten pyörien tehojen summaa ei voida erottaa tällä tavalla. Tuotettu teho kuluu osittain auton ajamiseen ja osittain sähköenergiana, joka kertyy korkeajänniteakkuun.

Sekvenssihybridivoimansiirto

Ajoneuvo on varustettu polttomoottorilla, generaattorilla ja sähkömoottori-generaattorilla. Toisin kuin molemmat aiemmin kuvatut konseptit, polttomoottorilla ei kuitenkaan ole kykyä itsenäisesti ajaa autoa akselin tai vaihdelaatikon läpi. Polttomoottorin teho ei välity pyörille. Auton pääkäytön suorittaa sähkömoottori-generaattori. Jos korkeajänniteakun kapasiteetti on liian pieni, polttomoottori käynnistyy. Generaattorin kautta polttomoottori lataa suurjänniteakkua. Sähkömoottori-generaattori voi jälleen vastaanottaa energiaa suurjänniteakusta.

Jaettu sekventiaalinen hybridivoimansiirto

Jaettu sekventiaalinen hybridivoimansiirto on hybridimuoto kahdesta edellä kuvatusta hybridikäytöstä. Auto on varustettu yhdellä polttomoottorilla ja kahdella sähkömoottorilla ja generaattorilla. Polttomoottori ja ensimmäinen sähkömoottori-generaattori sijaitsevat konepellin alla. Toinen sähkömoottori-generaattori sijaitsee taka-akseli. Tätä konseptia käytetään nelivetoisissa ajoneuvoissa. Polttomoottori ja ensimmäinen sähkömoottori-generaattori voivat käyttää ajoneuvon vaihteistoa planeettavaihteen kautta. Ja tässä tapauksessa pätee sääntö, jonka mukaan yksittäisiä ajotehoja ei voida valita pyörittämään kokonaistehon muodossa. Toinen sähkömoottori ja generaattori taka-akselilla aktivoituvat tarvittaessa. Tämän yhteydessä design veto, korkeajänniteakku sijaitsee ajoneuvon molempien akselien välissä.

Muut termit ja määritelmät Muut hybridikäyttötekniikan yhteydessä usein käytetyt termit ja määritelmät selitetään tässä lyhyesti.

Elpyminen. SISÄÄN yleinen tapaus tämä termi tekniikassa tarkoittaa menetelmää energian palauttamiseksi. Talteenoton aikana yhden tyypin käytettävissä oleva energia muunnetaan toisen tyyppiseksi energiaksi, joka myöhemmin käytetään. Polttoaineen potentiaalinen kemiallinen energia muunnetaan vaihteistossa liike-energiaksi. Jos autoa jarrutetaan tavanomaisella jarrulla, ylimääräinen liike-energia muunnetaan lämpöenergiaksi jarrukitkan kautta. Tuloksena oleva lämpö hajoaa ympäröivään tilaan, eikä sitä siksi voida käyttää tulevaisuudessa.

Jos päinvastoin, kuten hybridikäyttötekniikkaa käytettäessä, generaattoria käytetään klassisten jarrujen lisäksi moottorijarruna, osa liike-energiasta muunnetaan sähköenergiaa, ja se on siten saatavilla myöhempää käyttöä varten. Ajoneuvon energiatasapaino paranee. Tällaista regeneratiivista jarrutusta kutsutaan regeneratiiviseksi jarrutukseksi.

Kerran pakkotilassa tyhjäkäynti Ajoneuvon nopeutta alennetaan jarruttamalla jarrupoljinta painamalla tai ajoneuvo liikkuu vapaasti tai ajoneuvo liikkuu alamäkeen c Hybridikäyttöjärjestelmä sisältää sähkömoottori-generaattorin ja käyttää sitä generaattoritilassa.

Tässä tapauksessa se lataa suurjänniteakun. Siis pakotetussa joutokäynnissä
edistymisen myötä on mahdollista "tankata" sähköhybridikäyttöisiä autoja sähköllä.
Kun ajoneuvo rullaa, sähkömoottori ja generaattori toimivat generaattoritilassa
muuntaa liikeenergiasta sähköenergiaksi vain sen määrän energiaa, joka
tarvitaan 12 voltin sisäisen verkon toimintaan.

Sähkömoottori-generaattori (sähkökone)

Termiä sähkömoottori-generaattori tai sähkökone käytetään termien generaattori, sähkömoottori ja käynnistin sijaan. Periaatteessa mitä tahansa sähkömoottoria voidaan käyttää myös generaattorina. Jos sähkömoottorin akselia käyttää ulkoinen käyttö, sähkömoottori generaattorin tavoin tuottaa sähköenergiaa. Jos sähkökoneeseen syötetään sähköä, se toimii kuten sähkömoottori. Siten sähköhybridiautojen sähkömoottorigeneraattori korvaa polttomoottorin tavanomaisen käynnistimen sekä perinteisen generaattorin (valogeneraattorin).

Sähköinen tehostin (E-boost)

Samanlainen kuin polttomoottoreiden Kickdown-toiminto, joka mahdollistaa suurin teho Hybridimoottorissa on sähköinen E-Boost-kiihdytintoiminto. Toimintoa käytettäessä sähkömoottori-generaattori ja polttomoottori tuottavat yksilöllisen maksimitehonsa, mikä lisää kokonaistehoarvoa. Molempien moottorityyppien yksittäisten tehojen summa vastaa vaihteiston kokonaistehoa.

Sähkömoottorigeneraattorin tehohäviöiden vuoksi sen teho generaattoritilassa on pienempi kuin vetomoottoritilassa. Sähkömoottori-generaattorin teho moottoritilassa on 34 kW. Sähkömoottori-generaattorin teho generaattoritilassa on 31 kW. Hybridikäytöllä varustetussa Touaregissa polttomoottorin teho on 245 kW ja sähkömoottorigeneraattorin teho 31 kW. Vetomoottoritilassa sähkömoottorigeneraattori tuottaa 34 kW tehoa. Yhdessä polttomoottori ja sähkömoottori-generaattori ajomoottoritilassa kehittävät yhteensä 279 kW tehoa.

Start-stop-toiminto

Hybridikäyttötekniikka mahdollistaa start-stop-toiminnon toteuttamisen tässä ajoneuvomallissa. Kun tavallinen auto Start-Stop-järjestelmässä ajoneuvon on pysähdyttävä sammuttaakseen polttomoottorin (esimerkki: Passat BlueMotion). Täyshybridillä varustettu auto voi kuitenkin ajaa myös sähkövoimalla. Tämän ominaisuuden avulla Start Stop -järjestelmä voi sammuttaa polttomoottorin ajoneuvon liikkuessa tai rullattaessa. Polttomoottori käynnistetään tarpeen mukaan. Tämä voi tapahtua nopeassa kiihdytyksessä, kun ajetaan nopeudella suuri nopeus, Kanssa korkea kuormitus tai kun suurjänniteakku on erittäin tyhjä. Kun suurjänniteakku on erittäin tyhjä, hybridikäyttöjärjestelmä voi käyttää polttomoottoria yhdessä generaattorina toimivan sähkömoottorin generaattorin kanssa korkeajänniteakun lataamiseen. Muissa tapauksissa täyshybridikäytöllä varustettu auto voi ajaa sähkövoimalla. Polttomoottori on pysäytystilassa. Tämä koskee myös hidasta liikennettä, liikennevaloihin pysähdystä, pakotettua joutokäyntiä alamäkeen ajettaessa tai auton ollessa rullalla. Kun polttomoottori ei ole käynnissä, se ei kuluta polttoainetta eikä päästä haitallisia aineita ilmakehään. Hybridikäyttöjärjestelmään integroitu start-stop-toiminto lisää ajoneuvon tehokkuutta ja ympäristöystävällisyyttä. Kun polttomoottori on pysäytystilassa, ilmastointijärjestelmä voi jatkaa toimintaansa. Kompressori ilmastointijärjestelmä on osa suurjännitejärjestelmää.

Argumentteja hybriditeknologian puolesta

Miksi yhdistämme sähkömoottorigeneraattorin polttomoottoriin? Vääntömomentin valinnassa polttomoottorin pyörimisnopeus ei saa olla pienempi kuin tyhjäkäyntinopeus. Pysäytettynä moottori ei pysty tuottamaan vääntömomenttia. Kun polttomoottorin pyörimisnopeus kasvaa, sen vääntömomentti kasvaa. Sähkömoottorigeneraattori tuottaa suurimman vääntömomentin ensimmäisillä kierroksilla. Siinä ei ole tyhjäkäyntiä. Pyörimisnopeuden kasvaessa sen vääntömomentti pienenee. Sähkömoottori-generaattorin toiminnan ansiosta polttomoottorin vaikein käyttötapa on eliminoitu: joutokäyntinopeuden alapuolella. Sähkömoottorigeneraattorin tuen ansiosta polttomoottoria voidaan käyttää tehokkaammissa tiloissa. Tämä kuormituspisteen muutos lisää voimayksikön hyötysuhdetta.

Miksi täyshybridivoimansiirtoa (vetovoimaa) käytetään?

Koko hybridiyksikkö, toisin kuin muut hybridikäyttövaihtoehdot, yhdistää sisäänrakennetun Start Stop -järjestelmän, E-Boost-järjestelmän, palautumistoiminnon ja mahdollisuuden ajaa vain sähkömoottorilla (sähköinen vetotila).

Sähkömoottorin generaattori

Sähkömoottori-generaattori sijaitsee polttomoottorin ja automaattivaihteiston välissä. Hän on synkroninen moottori kolmivaiheinen virta. Tehoelektroniikkamoduulin kautta jatkuva paine 288 V muunnetaan kolmivaiheiseksi AC jännite. Kolmivaihejännite luo kolmivaiheisen sähkömagneettisen kentän sähkömoottorigeneraattoriin.

Korkeajänniteakku

Pääsy suurjänniteakkuun saadaan lattiapäällysteen kautta tavaratila. Se on suunniteltu moduuliksi ja sisältää erilaisia ​​Touareg-suurjännitejärjestelmän komponentteja. Korkeajänniteakkumoduuli painaa 85 kg ja se voidaan vaihtaa vain kokoonpanona.

Korkeajänniteakkua ei voi verrata tavalliseen 12 V akkuun. normaalitila Käytön aikana korkeajänniteakku toimii vapaalla lataustasolla 20 % - 85 %. Perinteinen 12 voltin akku ei kestä tällaisia ​​kuormia pitkään aikaan. Siksi suurjänniteakkua tulisi pitää sähkökäyttöisenä on-line-energian varastointilaitteena. Kuten kondensaattori, se voi varastoida ja vapauttaa sähköenergiaa uudelleen. Periaatteessa toipumista, energian palautumista, voidaan pitää kykynä tankata autoa energialla ajon aikana. Korkeajänniteakun käytölle hybridikäyttöisessä ajoneuvossa on ominaista vuorottelevat lataus- (regenerointi) ja purkausjaksot (ajo). sähkökäyttö) korkeajänniteakku.

Esimerkki: Jos verrataan suurjänniteakun energiaa polttoaineen polttamisesta syntyvään energiaan, akun tuottama energiamäärä vastaa noin 200 ml polttoainetta. Tämä esimerkki osoittaa, että matkalla kohti sähköajoneuvoja uudelleenladattavat patterit, energian varastointikyvyn näkökulmasta, on uudistettava merkittävästi.

Miksi haluamme keskustella kanssasi kysymyksestä hybridimoottorin toiminnasta? Asia on siinä, että useimmilla elämämme alueilla on nykyään vuorovaikutusta erilaisten teknologioiden välillä, jotka sen seurauksena tarjoavat enemmän tehokkaita menetelmiä, laitteet ja mekanismit. Suosikkiajoneuvomme moottoreita ei myöskään jätetty pois. Puhumme tällä sivulla tällaisten yksiköiden toimintaperiaatteista, eduista ja haitoista.

Kuinka hybridimoottori toimii - yksinkertaisin sanoin uusista teknologioista

Jos olemme jo alkaneet puhua sekoitusteknologioista, meidän pitäisi selittää, miten tämä liittyy käsittelemäämme aiheeseen. Hybridimoottorissa on myös kaksi tyyppiä: polttoaine (bensiini/diesel) ja sähkö. Tämä cocktail on tietysti epätäydellinen, mutta se on tuonut paljon positiivista autoilijoiden elämään. Mutta lisää siitä alla, mutta ensin meidän pitäisi tarkastella hybridimoottorin toimintaperiaatetta.

Tällaisen moottorin polttoaineosa voi toimia yhdessä sähköosan kanssa, mutta myös täysin itsenäiset syklit ovat mahdollisia. Tietenkin hybridimoottorilla varustetut autot on varustettu tietokoneilla, jotka jakavat kuorman oikein molempien osien välillä. Joten kaupungin ulkopuolella, missä voimayksikön teho on tärkeä, bensiini tai dieselteknologiaa Lisäksi moottoritiellä pakokaasut eivät ole niin haitallisia ihmisille.

Mutta kaupungissa sähkökomponentti toimii pääasiassa, koska tämä vaihtoehto on puhtaampi ja taloudellisempi. Hybridimoottorilla varustetut autot voivat ylläpitää itsensä, tämä koskee moottorin sähköistä osaa. Sähkökomponentti ei ole tyhjäkäynnillä, kun polttoainekomponentti toimii, se kerää syntyneen energian ja laittaa sen sitten takaisin toimintaan.

Tilanteet, joissa molemmat moottorielementit toimivat samanaikaisesti, eivät ole poissuljettuja, esimerkiksi kiihdytyksen aikana, jolloin autolta vaaditaan suuria tehokustannuksia.

Hybridimoottorin suunnittelu - piirikuvaus

Keskustelimme lyhyesti, mitä hybridimoottori tarkoittaa. Nyt haluaisin mennä hieman syvemmälle ja tarkastella sen kaaviota. On huomattava, että niitä on kolme. Siksi aloitetaan yksinkertaisimmasta, joka kiinnostaa meitä vähiten - tämä on sarjahybridi. Sähkömoottori on pääosallinen ajoneuvon käynnistyksessä ja pyörien liikkeessä, mutta polttomoottoria vain tukee se, pyörittämällä generaattoria.

Nykyautoissa tällaista hybridimoottorilaitetta ei ole olemassa paras vaihtoehto, koska tarvitaan tilavia akkuja ja pienitilavuuksisia polttomoottoreita, ja itse autosta tulee hidas ja kömpelö. Vaikka henkilöautokannassa on vielä edustajia mm. ChevroletVolt. Mutta hallitsevasta sähkökomponentista johtuen siinä on kaikki sähköajoneuvojen haitat, esimerkiksi kilometrien riippuvuus yhdestä akun latauksesta, mutta tämä on vähitellen ratkennut käyttämällä turbopolttomoottoria.

Seuraavia kaavioita kutsutaan rinnakkaiksi ja sekoitettuiksi. Sekoitettu järjestelmä löytyy useimmiten Lexus ja edustaa tiivistä vuorovaikutusta sähkömoottorin ja polttomoottorin välillä. Ne toimivat yhdessä ja saavat auton liikkeelle, toimintaperiaate on suunniteltu siten, että jopa vaihteisto on portaattomasti muuttuva, kaukana siitä, mihin olemme tottuneet. Nämä vaihtoehdot ovat erittäin moderneja, mutta myös erittäin kalliita.

Mutta meille tuttua piiriä kutsutaan rinnakkaiseksi ja sitä löytyy melko usein. Sähkömoottori täällä on, vaikkakaan ei johtava, mutta korvaamaton apulainen, joka varmistaa polttomoottorin lisätehon tarpeessa. Akut eivät ole suuria ja tilavia, joten ne on helppo ladata ajon aikana, ja ne ovat aina valmiita vastaamaan tarvittaessa.

Hybridimoottorilla varustetut autot - plussat ja miinukset

Tiedot olisivat puutteellisia ilmoittamatta positiivista ja negatiivisia puolia hybridimoottorit. Tietysti etuja on enemmän, mutta on myös haittoja, kuten kaikessa uudessa ja kuluttajan vähän tutkimassa. Esimerkiksi jostain syystä löytyy yleisin hybridibensiinimoottori, vaikka kaikki ovat jo pitkään tienneet tehon ja korkeajännite"dieselit". Mutta tässä ei ole salaisuutta, koska ensinnäkin tekniikka on kehitetty ulkomailla, ts. Amerikassa, mutta siellä he eivät vielä tunne dieselpolttoainetta. Toiseksi hybridi maksaisi vielä enemmän, vaikka tällaisten teknologioiden hinta on jo nyt selvästi keskimääräistä korkeampi.

Hybridit aiheuttavat sähkömoottorin vuoksi hieman skeptisyyttä, ts. hänen akkunsa. Tämä on melko oikukas elementti, joka vaatii jatkuvaa toimintaa, muuten hybridimoottorin käyttöikä lyhenee merkittävästi juuri sen vuoksi. Se ei siedä lämpötilan muutoksia hyvin, voi purkautua itsestään, ja jatkossa sen hävittämiseen liittyy epävarmuutta. Myös sekamoottorien mainetta varjostavat paitsi niiden korkeat kustannukset, myös komponenttien ja tarvittaessa korjausten korkeat kustannukset. Lisäksi se on mahdotonta suorittaa itse.

No, nyt voimme puhua mukavista asioista. Voimme turvallisesti puhua ympäristöystävällisyydestä ja tehokkuudesta, ainakin yksikön kaksoisluonteen perusteella. Akun ansiosta voit ajaa pidempään ilman tankkausta, mikä säästää kaiken tekniset indikaattorit ajantasalla. Tätä akkua ei tarvitse ladata, auto tankataan vain polttoaineella. Moottori toimii tietokoneen ansiosta aina optimaalisessa tilassa, vaikka kuinka yrität "pakottaa". Joskus tällaiset autot voivat liikkua ilman polttoainetta ollenkaan, ja ne erottuvat myös alhaisesta nopeudestaan, moottori on tuskin kuultavissa.