Kritická situácia environmentálne obavy a neustály rast cien pohonných hmôt nútia výrobcov dopravy hľadať nové riešenia. motory vnútorné spaľovanie(ICE) sa zdokonaľujú, upravujú a „miešajú“ s elektromotormi. Prečo sa to robí, ako funguje hybridný motor, zvážime v dnešnej publikácii.

Myšlienka spojenia dvoch jednotiek (spalovací motor a elektromotor) sa nedá nazvať novou. V roku 1897 začala francúzska spoločnosť Parisienne des Voitures Electriques vyrábať autá s hybridnými motormi a o niečo neskôr aj americká General Electric vydal prvý hybrid s benzínom štvorvalcový motor. Potom sa však takáto inovácia ukázala ako ekonomicky nerealizovateľná. Palivo bolo lacné a výkon hybridného auta bol nižší ako výkon tradičných modelov. Ale časy sa zmenili. Ceny palív rastú a environmentálna situácia sa zhoršuje. Autá so zmiešanými pohonnými jednotkami sa stali relevantnými a začali si získavať na popularite.

Jednoducho povedané o komplexe

Čo je to hybridný motor? Hybridný motor je systém pozostávajúci z dvoch vzájomne prepojených jednotiek: elektrickej a benzínovej. Môžu pracovať samostatne alebo súčasne. Riadi tento systém palubný počítač auto. Rozhoduje v závislosti od jazdného režimu, aký typ pohonnej jednotky sa má v konkrétnom čase použiť.

Pre jazdu v meste, keď sa motor nevyžaduje vyrábať veľká sila, používa sa elektromotor. Pri jazde po vidieckych cestách počítač vypne elektromotor a použije palivovú jednotku.

V zmiešanom jazdnom režime, keď motor auta beží pod zaťažením s pravidelným zrýchľovaním a zastavovaním, pracujú obe jednotky v tandeme. A počas práce palivový motor, prebieha nabíjanie elektrický. Zaslúžia si osobitnú pozornosť.

Úspora energie v hybridných motoroch

Je známe, že na pohyb auta sa vynakladá obrovské množstvo energie. V tejto súvislosti vyvstáva logická otázka: ako môže elektromotor, dokonca aj pri nízkej záťaži, dlho fungovať bez prídavného prívesu s batériami? Aby ste pochopili princíp fungovania elektrického motora automobilu, musíte sledovať celý proces od začiatku pohybu až po zastavenie.

Keď sa auto rozbieha alebo sa pohybuje nízkou rýchlosťou, všetku prácu vykonáva elektromotor, ktorý je poháňaný batériou. Ďalej je jeho úlohou zrýchliť auto na maximálnu možnú rýchlosť pre elektromotor. Potom počítač vydá príkaz na zapnutie palivového motora. V čom ICE časť energia sa prenáša do generátora, ktorý nahrádza batériu a namiesto nej naďalej poháňa elektromotor, pričom súčasne nabíja batériu. Vozidlo zároveň funguje na dvoch pohonných jednotkách súčasne.

Pri jazde s priemerná rýchlosť Elektromotor sa vypne, pracuje iba spaľovací motor, ktorý dopĺňa zásobu energie batérie. Keď sa zvýši zaťaženie spaľovacieho motora, opäť mu príde na pomoc elektromotor. Elektrina sa však dopĺňa nielen prevádzkou spaľovacieho motora. Brzdový mechanizmus Automobil s hybridným motorom je navrhnutý tak, aby sa energia vznikajúca pri brzdení premieňala na elektrickú energiu a poháňala aj elektromotor. Tento typ brzdenia sa nazýva „regeneračný“.

Prevádzkový algoritmus diskutovaný vyššie popisuje všeobecný obraz fungovania hybridnej pohonnej jednotky vozidla. Dnes existujú tri typy takýchto motorov: sériové, paralelné a zmiešané.

Hybridný sekvenčný obvod

Princíp fungovania takejto schémy možno považovať za najjednoduchší z hybridov. Spaľovací motor v tento typ je pomocný prvok a je určený na prevádzku generátora. Generátor, prijímajúci energiu zo spaľovacieho motora, ju premieňa na elektrickú energiu a poháňa elektromotor, ktorý dáva auto do pohybu.

Táto schéma sa zvyčajne používa v automobiloch s nízkym výkonom (malé autá). Použitá batéria má ale veľkú kapacitu, s možnosťou nabíjania z bežnej elektrickej zásuvky. Veľká kapacita Batéria umožňuje minimalizovať používanie spaľovacieho motora, to znamená, že auto sa môže pohybovať na elektromotore, ktorý je poháňaný iba batériou. Chevrolet Volt patrí medzi modely áut, ktoré využívajú sériový hybridný dizajn.

Paralelný okruh hybridného auta

Princíp fungovania paralelného obvodu spočíva v tom, že spaľovací motor a elektromotor sú inštalované tak, že je možné ich používať spoločne aj oddelene. Hlavnou funkciou elektromotora v takejto schéme je však vytvorenie dodatočného výkonu pre spaľovací motor počas zrýchlenia. Elektromotor navyše slúži ako štartér a generátor. Batérie s touto schémou nevyžadujú dodatočné nabíjanie, majú dostatok energie generovanej počas pohybu.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – modely s paralelným hybridným okruhom motora.

Sériovo paralelný hybridný obvod

V tomto schéma spaľovacieho motora a elektromotor spája planétovú prevodovku, cez ktorú sa výkon z oboch motorov prenáša na hnacie kolesá.

Zmiešaný okruh sa líši od paralelného okruhu v prítomnosti generátora, ktorý vytvára energiu pre elektromotor.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid sú predstaviteľmi úplného hybridu.

Pozitívne aspekty hybridných motorov

1. Hlavnou výhodou hybridov je ich účinnosť. Minimálna spotreba paliva je 20 %, čo je pri rastúcich cenách dosť významná výhoda.
2. Kombinované použitie dvoch motorov znižuje emisie CO2.
3. Výborne jazdný výkon, ktoré boli dosiahnuté vďaka racionálnej akumulácii a následnému prerozdeleniu výkonu generovaného spoločne dvoma motormi.
4. V porovnaní s tradičné auto Hybrid má znateľný dojazd, čo znamená, že môže pokračovať v pohybe aj s prázdnou nádržou.
5. Charakteristiky hybridných motorov sú na rozdiel od prevládajúcich stereotypov úplne identické s tradičnými modelmi so spaľovacími motormi a s prihliadnutím na ďalšie prednosti ich niekedy dokonca prekonávajú.
6. Elektromotory sú takmer tiché, čo pridáva komfort pri ovládaní auta.
7. V porovnaní s elektrickým vozidlom sa akumulátor hybridu nabíja palivovým motorom, čo zvyšuje jeho dojazd.
8. Do auta sa tankuje rovnaký benzín ako do tradičných áut.

Nevýhody hybridov

1. Vysoké náklady na auto.
2. Údržba auta je drahá. Je nepravdepodobné, že budete môcť opraviť takýto stroj sami, a bude veľmi ťažké nájsť kvalifikovaných remeselníkov. Zaručene sa vyskytnú aj problémy s komponentmi.
3. Zmeny klimatických teplôt majú zlý vplyv na batérie a vedú k ich samovybíjaniu.

Navonok sa autá s hybridnými pohonnými jednotkami nelíšia od svojich klasických benzínových náprotivkov. Samozrejme, ak by modely áut s hybridnými motormi mali rovnaké náklady ako ich náprotivky so spaľovacími motormi a údržba nespôsobovala ťažkosti, je nepravdepodobné, že by niekto takéto auto odmietol. Ale na tento moment skutočnosť je taká, že rozdiel v cene medzi hybridom a jeho analógom je v priemere 4 000 dolárov. Aj keď vezmeme do úvahy všetky výhody takýchto áut, vrátane spotreby paliva, rozdiel bude stále neúmerný. Ak nie sú žiadne poruchy a počet najazdených kilometrov je významný, auto sa zaplatí samo najlepší možný scenár za päť rokov. Tento stav nevyvoláva optimizmus. Ale ako sa hovorí: „Koľko ľudí, toľko názorov“, takže voľba vždy zostáva na jednotlivcovi.

Hybridné auto nie je nový vynález. Prvý krok k vytvoreniu hybridných vozidiel bol urobený v roku 1665, keď Ferdinand Verbiest, jezuitský kňaz, začal pracovať na plánoch postaviť jednoduché štvorkolesové vozidlá, ktoré by mohli byť poháňané parou alebo konskými vozidlami. Prvé autá s hybridným motorom sa objavili na prelome 19. a 20. storočia. Niektorým vývojárom sa navyše podarilo prejsť od projektov k malosériovej výrobe. Od roku 1897 a počas nasledujúcich 10 rokov vyrábala francúzska Compagnie Parisienne des Voitures Electriques sériu elektrických vozidiel a automobilov s hybridnými motormi. V roku 1900 General Electric navrhol hybridný automobil so 4-valcovým motorom. benzínový motor. A „hybridné“ nákladné autá zišli z montážnej linky chicagskej Walker Vehicle Company až do roku 1940.
Samozrejme, všetko to boli len prototypy a autá malých rozmerov. Teraz však akútny nedostatok ropy a hospodárska kríza podnietili vývoj hybridných motorov. Teraz sa pozrime bližšie na to, čo je hybridný motor a aké je jeho využitie? Hybridný motor je sústava dvoch motorov – elektrického a benzínového. V závislosti od prevádzkových režimov sa benzínový aj elektrický môžu zapínať súčasne alebo oddelene. Tento proces riadi výkonný počítač, ktorý rozhoduje o tom, čo by malo práve teraz fungovať, takže pri jazde po diaľnici je zapnutý benzínový motor, pretože batéria na diaľnici dlho nevydrží. Ak sa auto pohybuje v mestskom režime, elektrický motor sa už používa pri zrýchlení alebo veľkom zaťažení, oba fungujú. Počas chodu benzínového motora sa batéria nabíja. Takýto motor, aj keď vezmeme do úvahy skutočnosť, že systém využíva benzínový motor, umožňuje znížiť škodlivé emisie do ovzdušia o 90% a zároveň výrazne znižuje spotrebu benzínu v meste (na diaľnici iba benzínový motor beží, takže tam nie sú žiadne úspory).

Začnime tým, ako sa auto začne pohybovať. Pri rozjazde a nízkych rýchlostiach sa využíva iba batéria a elektromotory. Energia uložená v batérii vstupuje do energetického centra, ktoré ju zasa nasmeruje na elektromotory, vďaka čomu sa vozidlo pohybuje hladko a ticho. Po nabratí rýchlosti sa zapne spaľovací motor a krútiaci moment sa na hnacie kolesá privádza súčasne z elektromotorov a spaľovacieho motora. V tomto prípade ide časť energie spaľovacieho motora do generátora a ten teraz poháňa elektromotory a prebytočnú energiu odovzdáva batérii, ktorá na začiatku pohybu stratila časť svojej energetickej rezervy. Pri jazde dovnútra normálny režim používa sa len automaticky predny nahon, vo všetkých ostatných - úplné. V režime zrýchlenia prichádza krútiaci moment na kolesá hlavne z benzínový motor, a elektromotory dopĺňajú spaľovací motor v prípade potreby na zvýšenie dynamiky. Jedným z najzaujímavejších aspektov je brzdenie. O tom, kedy použiť hydrauliku, rozhodujú samotné elektronické „mozgy“ auta brzdový systém, a pri regeneratívnom brzdení uprednostňovanie druhého. To znamená, že vo chvíli, keď je stlačený brzdový pedál, prepnú elektromotory do prevádzkového režimu „generátora“ a vytvárajú brzdný moment na kolesách, generujú elektrinu a napájajú batériu cez energetické centrum. Toto je vrchol „hybridu“.

IN klasické autá brzdná energia sa úplne stratí a odíde ako teplo brzdové kotúče a ďalšie podrobnosti. Využitie brzdnej energie je obzvlášť efektívne v mestskom prostredí, keď musíte často brzdiť na semaforoch. Integrované riadenie dynamiky vozidla (VDIM) integruje a riadi činnosť všetkých systémov aktívnej bezpečnosti.
Jeden z prvých úspešné autá vybavený hybridným motorom, ktorý sa dostal k masám, vyvinutým Toyotou, "Toyota Prius", spotrebou 3,2 litra benzínu na 100 km (v meste). Tiež Spoločnosť Toyota vydal aj SUV s hybridným motorom, Lexus RX400h, náklady na takéto auto sa v závislosti od konfigurácie pohybujú od 68 do 77 tisíc dolárov. Treba poznamenať, že prvý Verzie Toyota Prius bol horší ako autá rovnakej triedy v rýchlosti aj sile, ale Lexus RX400h už nie je horší ako jeho spolužiaci v rýchlosti ani sile.

Prednášajúci automobilové obavy svet, obrátili svoju pozornosť aj na hybridné motory ako riešenie problému spotreby paliva a znečistenia životné prostredie. Takže Spoločnosť Volvo Skupina oznámila vytvorenie hybridného motora pre nákladné autá, ťahače, návesy a autobusy. Vývojári spoločnosti očakávajú, že ich nápad dosiahne 35% úsporu paliva.
Pri tomto všetkom treba povedať, že hybridné autá Mobilné telefóny sa zatiaľ skvele osvedčili len v Severnej Amerike (Kanada a USA). A v Amerike po nich rastie dopyt stále viac, keďže ich je až až v posledných rokoch Obľúbené boli autá, ktoré spotrebovali veľa paliva a keďže ceny pohonných hmôt začali prudko a strmo rásť, Američania začali ostro uvažovať o ich úspore a začali ako riešenie problému používať autá s hybridnými motormi. V Európe na vznik hybridných motorov reagovali pokojne, keďže tam ich poháňa starý dobrý diesel, ktorý je ekonomický a ekologickejší ako benzínový motor. Na rozdiel od USA je viac ako 50 % áut v Európe vybavených dieselovými motormi. Dieselové autá sú navyše lacnejšie ako hybridné, jednoduchšie a spoľahlivejšie. Každý predsa vie, že čím je systém zložitejší, tým je menej spoľahlivý! A práve pre ich komplexnosť a rozmarnosť v postsovietskom priestore prakticky neexistujú hybridné autá. Oficiálni predajcovia nie sú sem prinesené. A každý majiteľ takéhoto auta sa nevyhnutne stretne s problémom čerpacej stanice. Nemáme čerpacie stanice, ktoré sa zaoberajú hybridnými autami. A takýto stroj nemôžete opraviť sami!

Ako to funguje, pozrime sa na príklad Touaregu s hybridnou pohonnou jednotkou.

Čo znamená pojem „technológia hybridného pohonu“?

Pojem „hybrid“ pochádza z latinského slova hybrida a znamená niečo skrížené alebo zmiešané. V strojárstve je hybrid systém, v ktorom sú navzájom kombinované dve rôzne technológie. V súvislosti s koncepciami pohonu sa pojem technológia hybridného pohonu používa na označenie dvoch smerov: bivalentné (alebo dvojpalivové) hnacie ústrojenstvo hybridné hnacie ústrojenstvo

V prípade technológie hybridného pohonu hovoríme o kombinácii dvoch rôznych pohonných jednotiek, ktorých činnosť je založená na odlišných princípoch fungovania. V súčasnosti sa pod technológiou hybridného pohonu rozumie kombinácia spaľovacieho motora a elektromotor-generátora (elektrostroj). Tento elektrický stroj možno použiť ako generátor na výrobu elektrickej energie, trakčný motor na pohyb auta a štartér na spustenie spaľovacieho motora. V závislosti od konštrukcie hlavnej konštrukcie sa rozlišujú tri typy hybridnej pohonnej jednotky: tzv. “mikrohybridná” pohonná jednotka, tzv. “mid-hybridná” pohonná jednotka, tzv. „plne hybridná“ pohonná jednotka.

"Mikrohybridná" pohonná jednotka

V tejto koncepcii pohonu slúži elektrický komponent (štartér/alternátor) výlučne na realizáciu funkcie štart-stop. Časť kinetickej energie môže byť znovu použitá ako elektrická energia (regenerácia). Pohon len z elektrickej trakcie nie je zabezpečený. Parametre 12-voltovej batérie so sklolaminátovou výplňou sú prispôsobené častému štartovaniu motora.

"Mid-hybridný" pohon

Elektrický pohon podporuje činnosť spaľovacieho motora. Je nemožné, aby sa auto pohybovalo len na elektrický pohon. Pri „mid-hybridnom“ pohone sa väčšina kinetickej energie pri brzdení regeneruje a ukladá vo forme elektrickej energie do vysokonapäťovej batérie. Vysokonapäťová batéria ako aj elektrické komponenty sú navrhnuté na vyššie elektrické napätie a tým viac veľká sila. Vďaka podpore elektromotor-generátora je možné prevádzkový režim tepelného motora posunúť do oblasti maximálnej účinnosti. Toto sa označuje ako posun bodu zaťaženia.

"Plne hybridný" pohon

Výkonný elektromotor-generátor je kombinovaný so spaľovacím motorom. Pohyb je možný len na elektrickú trakciu. Elektromotor-generátor, ak to podmienky dovoľujú, podporuje chod spaľovacieho motora. Pohyb pri nízkej rýchlosti sa vykonáva iba pri elektrickej trakcii. Pre spaľovací motor bola implementovaná funkcia Start Stop. Rekuperácia slúži na nabíjanie vysokonapäťovej batérie. Vďaka rozpojovacej spojke medzi spaľovacím motorom a elektromotorom-generátorom je možné oba systémy odpojiť. Spaľovací motor sa uvádza do prevádzky len v prípade potreby.

Základy hybridnej technológie

Plne hybridné hnacie systémy sú rozdelené do troch podskupín: paralelné hybridné hnacie ústrojenstvo, delené hybridné hnacie ústrojenstvo (s oddelenými tokmi výkonu), sériové hybridné hnacie ústrojenstvo.

Paralelný hybridný pohon

Paralelná konštrukcia hybridnej pohonnej jednotky je jednoduchá. Používa sa, keď je potrebné „hybridizovať“ existujúce auto. Spaľovací motor, elektromotor generátor a prevodovka sú umiestnené na rovnakej osi. Systém paralelného hybridného hnacieho ústrojenstva zvyčajne používa jeden elektromotor-generátor. Súčet jednotkového výkonu spaľovacieho motora a výkonu elektromotora-generátora zodpovedá plný výkon. Tento koncept poskytuje vysoký stupeň zapožičania komponentov a dielov staré auto. U vozidlá s pohonom všetkých kolies s paralelnou hybridnou pohonnou jednotkou sú poháňané všetky štyri kolesá pomocou diferenciálu Torsen a rozdeľovacej prevodovky.

Delený hybridný pohon

V systéme deleného hybridného pohonu sa okrem spaľovacieho motora nachádza aj elektromotor-generátor. Oba motory sú umiestnené pod kapotou. Krútiaci moment spaľovacieho motora, ako aj elektromotor-generátor je privádzaný do prevodovky vozidla cez planétový prevod. Na rozdiel od paralelného hybridného pohonu nie je možné týmto spôsobom extrahovať súčet výkonov jednotlivých kolies. Vyrobená energia sa čiastočne spotrebuje na pohon auta a čiastočne sa vo forme elektrickej energie akumuluje vo vysokonapäťovej batérii.

Sekvenčný hybridný pohon

Vozidlo je vybavené spaľovacím motorom, generátorom a elektromotor-generátorom. Na rozdiel od oboch vyššie opísaných konceptov však spaľovací motor nemá schopnosť samostatne poháňať auto cez hriadeľ alebo cez prevodovku. Výkon spaľovacieho motora sa neprenáša na kolesá. Hlavný pohon automobilu zabezpečuje elektromotor-generátor. Ak je kapacita vysokonapäťovej batérie príliš nízka, naštartuje sa spaľovací motor. Prostredníctvom generátora dobíja spaľovací motor vysokonapäťovú batériu. Elektromotor-generátor môže opäť prijímať energiu z vysokonapäťovej batérie.

Delená sekvenčná hybridná pohonná jednotka

Delená sekvenčná hybridná pohonná jednotka je hybridnou formou dvoch hybridných pohonov opísaných vyššie. Auto je vybavené jedným spaľovacím motorom a dvoma elektromotormi a generátormi. Pod kapotou je umiestnený spaľovací motor a prvý elektromotor-generátor. Druhý elektromotor-generátor je umiestnený na zadná náprava. Tento koncept sa používa pre vozidlá s pohonom všetkých kolies. Spaľovací motor a prvý elektromotor-generátor môžu poháňať prevodovku vozidla cez planétový prevod. A v tomto prípade platí pravidlo, podľa ktorého nie je možné voliť jednotlivé výkony pohonu na pohon kolies v podobe celkového výkonu. V prípade potreby sa aktivuje druhý elektromotor a generátor na zadnej náprave. V súvislosti s týmto dizajn pohonu je vysokonapäťový akumulátor umiestnený medzi oboma nápravami vozidla.

Ďalšie pojmy a definície Tu budú stručne vysvetlené ďalšie pojmy a definície často používané v súvislosti s technológiou hybridného pohonu.

zotavenie. IN všeobecný prípad tento pojem v technológii znamená spôsob vrátenia energie. Počas rekuperácie sa dostupná energia jedného typu premieňa na iný druh energie, ktorá sa následne využíva. Potenciálna chemická energia paliva sa v prevodovke premieňa na kinetickú energiu. Ak je vozidlo brzdené konvenčnou brzdou, prebytočná kinetická energia sa premieňa na tepelnú energiu prostredníctvom brzdného trenia. Vzniknuté teplo sa odvádza do okolitého priestoru, a preto ho nemožno v budúcnosti využiť.

Ak sa naopak, ako pri použití technológie hybridného pohonu, okrem klasických bŕzd použije generátor ako motorová brzda, časť kinetickej energie sa premení na elektrická energia a tak sa stane dostupným pre neskoršie použitie. Zlepšuje sa energetická bilancia vozidla. Tento typ regeneratívneho brzdenia sa nazýva regeneratívne brzdenie.

Raz v nútenom režime nečinný pohyb rýchlosť vozidla sa zníži brzdením zošliapnutím brzdového pedála alebo vozidlo dobieha alebo sa vozidlo pohybuje z kopca c Hybridný pohonný systém obsahuje elektromotor-generátor a využíva ho v režime generátora.

V tomto prípade nabíja vysokonapäťovú batériu. Teda v režime nútenej nečinnosti
pokrokom je možné „tankovať“ autá s elektrickým hybridným pohonom elektrinou.
Keď vozidlo dobieha, elektromotor a generátor pracujú v režime generátora
premieňa z pohybovej energie na elektrickú energiu len také množstvo energie, ktoré
potrebné na prevádzku 12 voltovej palubnej siete.

Elektromotor-generátor (elektrický stroj)

Namiesto pojmov generátor, elektromotor a štartér sa používa pojem elektromotor-generátor, prípadne elektrický stroj. Ako generátor sa dá v zásade použiť aj akýkoľvek elektromotor. Ak je hriadeľ elektromotora poháňaný externým pohonom, potom elektromotor, podobne ako generátor, generuje elektrickú energiu. Ak sa elektrickému stroju dodáva elektrická energia, funguje ako elektromotor. Elektromotor-generátor elektrických hybridných vozidiel tak nahrádza konvenčný štartér spaľovacieho motora, ako aj konvenčný generátor (generátor osvetlenia).

Elektrický posilňovač (E-boost)

Podobne ako funkcia Kickdown spaľovacích motorov, ktorá umožňuje maximálny výkon motor, má hybridný pohon funkciu elektrického akcelerátora E-Boost. Elektromotor-generátor a spaľovací motor pri použití funkcie vyprodukujú svoj maximálny individuálny výkon, čím sa zvýši celková hodnota výkonu. Súčet jednotlivých výkonov oboch typov motorov zodpovedá celkovému výkonu prevodovky.

V dôsledku výkonových strát v elektromotor-generátore je jeho výkon v generátorovom režime nižší ako v režime trakčného motora. Výkon elektromotora-generátora v motorovom režime je 34 kW. Výkon elektromotora-generátora v generátorovom režime je 31 kW. V Touaregu s hybridným pohonom má spaľovací motor výkon 245 kW a elektromotor-generátor má výkon 31 kW. V režime trakčného motora produkuje elektromotor-generátor výkon 34 kW. Spolu spaľovací motor a elektromotor-generátor v režime trakčného motora vyvinú celkový výkon 279 kW.

Funkcia štart-stop

Technológia hybridného pohonu umožňuje implementáciu funkcie štart-stop do tohto dizajnu vozidla. V prípade bežného vozidla so systémom Start-Stop musí vozidlo zastaviť, aby sa vypol spaľovací motor (príklad: Passat BlueMotion). Auto s plne hybridným pohonom však dokáže jazdiť aj na elektrický pohon. Táto funkcia umožňuje systému Start Stop vypnúť spaľovací motor, keď sa vozidlo pohybuje alebo dobieha zotrvačnosťou. Spaľovací motor sa zapína podľa potreby. To sa môže stať v prípade prudkého zrýchlenia, pri jazde na vysoká rýchlosť, S vysoká záťaž alebo keď je vysokonapäťová batéria veľmi vybitá. Keď je vysokonapäťová batéria vysoko vybitá, hybridný pohonný systém môže na nabíjanie vysokonapäťovej batérie použiť spaľovací motor v kombinácii s elektromotor-generátorom, ktorý funguje ako generátor. V ostatných prípadoch môže auto s plne hybridným pohonom jazdiť na elektrický pohon. Spaľovací motor je v režime zastavenia. To platí aj v prípade pomalej premávky, zastavovania na semafore, pri jazde v režime núteného voľnobehu z kopca alebo pri jazde autom. Keď spaľovací motor nebeží, nespotrebováva palivo a nevypúšťa škodlivé látky do atmosféry. Funkcia štart-stop integrovaná do systému hybridného pohonu zvyšuje efektivitu a šetrnosť vozidla k životnému prostrediu. Kým je spaľovací motor v režime zastavenia, klimatizačný systém môže pokračovať v činnosti. Kompresor klimatizácie je prvkom vysokonapäťového systému.

Argumenty v prospech hybridnej technológie

Prečo kombinujeme elektromotor generátor so spaľovacím motorom? Aby ste zvolili krútiaci moment, rýchlosť otáčania spaľovacieho motora nesmie byť nižšia ako voľnobežné otáčky. Keď je motor zastavený, nemôže produkovať krútiaci moment. So zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania spaľovacieho motora sa zvyšuje jeho krútiaci moment. Elektromotorgenerátor produkuje maximálny krútiaci moment už pri prvých otáčkach. Nie sú na to žiadne voľnobežné otáčky. So zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania klesá jeho krútiaci moment. Vďaka chodu elektromotor-generátora odpadá najťažší prevádzkový režim spaľovacieho motora: v rozsahu pod voľnobežnými otáčkami. Vďaka podpore elektromotor-generátora je možné spaľovací motor prevádzkovať v efektívnejších režimoch. Tento posun v bode zaťaženia zvyšuje účinnosť pohonnej jednotky.

Prečo sa používa plne hybridný pohon (pohon)?

Plne hybridný agregát, na rozdiel od iných možností hybridného pohonu, kombinuje funkciu integrovaného systému štart-stop, systému E-Boost, funkciu rekuperácie a možnosť jazdy iba na elektromotor (režim elektrickej trakcie).

Elektromotor generátor

Elektromotor-generátor je umiestnený medzi spaľovacím motorom a automatickou prevodovkou. On je synchrónny motor trojfázový prúd. Cez napájací elektronický modul konštantný tlak 288 V sa mení na trojfázové striedavé napätie. Trojfázové napätie vytvára trojfázové elektromagnetické pole v elektromotor-generátore.

Vysokonapäťová batéria

Prístup k vysokonapäťovej batérii je zabezpečený cez podlahovú krytinu batožinový priestor. Je navrhnutý ako modul a obsahuje rôzne komponenty vysokonapäťového systému Touareg. Vysokonapäťový batériový modul váži 85 kg a je možné ho vymeniť len ako celok.

Vysokonapäťová batéria sa nedá porovnávať s bežnou 12V batériou Pri bežnej prevádzke pracuje vysokonapäťová batéria vo voľnom rozsahu nabitia od 20 % do 85 %. Bežná 12-voltová batéria nie je schopná dlhodobo uniesť takéto zaťaženie. Preto by sa vysokonapäťová batéria mala považovať za online zásobník energie pre elektrický pohon. Rovnako ako kondenzátor môže uchovávať a uvoľňovať elektrickú energiu. V zásade možno rekuperáciu, regeneráciu energie, považovať za schopnosť natankovať energiu do auta počas jazdy. Použitie vysokonapäťovej batérie vo vozidle s hybridným pohonom je charakteristické striedaním cyklov nabíjania (rekuperácia) a vybíjania (elektrická jazda) vysokonapäťovej batérie.

Príklad: Ak porovnáte energiu vysokonapäťovej batérie s energiou generovanou spaľovaním paliva, množstvo energie, ktoré dokáže batéria vyrobiť, bude zodpovedať približne 200 ml paliva. Tento príklad ukazuje, že na ceste k vytvoreniu elektrických vozidiel musia byť batérie výrazne vylepšené, pokiaľ ide o ich schopnosť uchovávať energiu.

Prečo s vami chceme diskutovať o tom, ako funguje hybridný motor? Ide o to, že vo väčšine oblastí nášho života dnes existuje interakcia medzi rôznymi technológiami, ktoré v dôsledku toho poskytujú viac efektívne metódy, zariadenia a mechanizmy. Bokom nezostali ani motory pre naše obľúbené vozidlo. Na tejto stránke budeme hovoriť o princípoch fungovania, výhodách a nevýhodách takýchto jednotiek.

Ako funguje hybridný motor – jednoducho povedané o nových technológiách

Ak sme už začali hovoriť o technológiách miešania, mali by sme vysvetliť, ako to súvisí s témou, ktorej sme sa dotkli. Hybridný motor tiež kombinuje dva typy: palivový (benzín/nafta) a elektrický. Tento kokteil je, samozrejme, nedokonalý, no priniesol do života motoristov veľa pozitívneho. Ale o tom nižšie, ale najprv by sme sa mali pozrieť na princíp fungovania hybridného motora.

Palivová časť takéhoto motora môže spolupracovať s elektrickou časťou, ale sú možné aj úplne nezávislé cykly. Samozrejme, autá s hybridným motorom sú vybavené počítačmi, ktoré správne rozložia záťaž medzi obe časti. Čiže mimo mesta, kde je dôležitý výkon pohonnej jednotky, benzín resp dieselová technológia Okrem toho na diaľnici výfukové plyny nie sú pre človeka také škodlivé.

Ale v meste funguje hlavne elektrická zložka, pretože táto možnosť je čistejšia a ekonomickejšia. Autá s hybridným motorom sa vedia udržiavať samé, to platí pre elektrickú časť motora. Elektrická súčiastka nezostane nečinná, kým palivová súčiastka pracuje, akumuluje vygenerovanú energiu a potom ju opäť uvedie do činnosti.

Nie sú vylúčené situácie, keď obidva prvky motora pracujú súčasne, napríklad pri zrýchľovaní, keď sa od auta vyžadujú veľké energetické náklady.

Konštrukcia hybridného motora - popis okruhu

Stručne sme si rozobrali, čo znamená hybridný motor. Teraz by som chcel ísť trochu hlbšie a zvážiť jeho diagram. Treba poznamenať, že sú tri. Začnime preto tým najjednoduchším, ktorý nás najmenej zaujíma – ide o sériový hybrid. Elektromotor je hlavným účastníkom štartovania a pohybu kolies vozidla, no spaľovací motor je ním len podporovaný, pričom roztáča generátor.

Pre dnešné autá takéto hybridné motorové zariadenie nebude existovať najlepšia možnosť, pretože to vyžaduje priestranné batérie, maloobjemové spaľovacie motory a samotné auto bude pomalé a nemotorné. Aj keď sa medzi vozovým parkom osobných áut stále nájdu nejakí zástupcovia, napr. ChevroletVolt. Ale vzhľadom na dominantnú elektrickú zložku má všetky nevýhody elektromobilov, napríklad závislosť dojazdu na jedno nabitie batérie, ale to sa postupne rieši použitím turbo spaľovacieho motora.

Nasledujúce schémy sa nazývajú paralelné a zmiešané. Zmiešaná schéma sa najčastejšie nachádza v Lexus a predstavuje tesnú interakciu medzi elektromotorom a spaľovacím motorom. Fungujú spolu a uvádzajú auto do pohybu, princíp fungovania je navrhnutý tak, že aj prevodovka je plynule meniteľná, ďaleko od toho, na čo sme zvyknutí. Tieto možnosti sú veľmi moderné, ale aj veľmi drahé.

Ale obvod, ktorý poznáme, sa nazýva paralelný a nachádza sa pomerne často. Elektromotor tu síce nevedie, ale nepostrádateľným pomocníkom, poistenie spaľovacieho motora pre prípad potreby dodatočného výkonu. Batérie nie sú veľké a priestranné, vďaka čomu sa ľahko nabíjajú počas jazdy a sú vždy pripravené reagovať na požiadanie.

Autá s hybridným motorom - výhody a nevýhody

Informácie by boli neúplné bez uvedenia pozitívneho a negatívne aspekty hybridné motory. Výhod bude samozrejme viac, no ako pri všetkom novom a spotrebiteľom málo preštudovanom sú aj nevýhody. Napríklad z nejakého dôvodu sa našiel najbežnejší hybridný benzínový motor, hoci každý už dlho pozná účinnosť a veľká sila„dieselov“. Ale tu nie je žiadne tajomstvo, pretože po prvé, technológia bola vyvinutá v zámorí, t.j. v Amerike, ale tam sú s motorovou naftou stále málo oboznámení. Po druhé, hybrid by stál ešte viac, hoci cena za takéto technológie je už vysoko nadpriemerná.

Miernu skepsu spôsobujú hybridy kvôli elektromotoru, t.j. jeho batérie. Ide o pomerne vrtošivý prvok, ktorý si vyžaduje neustálu prevádzku, inak sa práve kvôli nemu výrazne zníži životnosť hybridného motora. Zle znáša zmeny teploty, môže sa samovybíjať a v budúcnosti sú nejasnosti ohľadom jeho likvidácie. Taktiež tieň na povesť zmiešaných motorov vrhajú nielen ich vysoké náklady, ale aj vysoké náklady na komponenty a prípadné opravy. Navyše to nie je možné vykonať sami.

Teraz sa môžeme baviť o príjemných veciach. Pokojne sa môžeme baviť o šetrnosti k životnému prostrediu a efektívnosti, prinajmenšom na základe duálneho charakteru agregátu to tak naozaj je. Prítomnosť batérie vám umožní jazdiť dlhšie bez tankovania, čím ušetríte všetko technické ukazovatele aktuálny. Túto batériu nie je potrebné nabíjať; auto sa tankuje iba palivom. Motor vďaka počítaču vždy funguje v optimálnom režime, bez ohľadu na to, ako sa ho snažíte „vynútiť“. Niekedy sa takéto autá môžu pohybovať úplne bez paliva a vyznačujú sa aj nízkou rýchlosťou, motor je sotva počuteľný.

Slovo hybrid je ľuďom už dávno známe. Znamená to miešať nekompatibilné veci. Na planéte sú hybridné rastliny, zvieratá a mnoho ďalších organizmov a vecí. V poslednej dobe sa tento termín začal používať pri výrobe áut s nezvyčajným dizajnom pohonnej jednotky.

Na trhu automobilový priemysel Začali sa objavovať hybridné autá. Dôvodom ich vzniku bola nestabilná situácia na trhu s pohonnými hmotami a pravdepodobne výraznejšie nárast v environmentálne požiadavky na pohonné jednotky vozidiel po celom svete.

Niektoré fakty z histórie hybridov

Koncom 19. storočia sa na európskych cestách objavili prvé vozidlá s hybridnou elektrárňou. Zvyšujúci sa dopyt po nových produktoch prinútil autorov týchto automobilov začať vyrábať svoje výtvory v malých množstvách.

Pozor! Inovátormi pri výrobe prvých hybridných áut boli dizajnéri z Francúzska.

V autoservise francúzskej spoločnosti Parisienne des Voitures Electrigues bolo v roku 1897 vyrobené a vyrobené prvé auto s hybridným motorom. Potom sa vyrábal sériovo.

Po Francúzoch na americkom kontinente o tri roky neskôr zišlo z montážnej linky General Electric auto vybavené aj hybridnou elektrárňou, ktorej základom bol 4-valcový benzínový motor. A Walker Vechicle Company of Chicago vydala kamióny, vybavený hybridnými motormi, sa používal do roku 1940.

Postupom času začalo ľudstvo na hybridné autá zabúdať. ale palivové krízy vznikajúce vo všetkých kútoch planéty tlačia automobilky na výrobu automobilov vybavených hybridom pohonných jednotiek.

Hybridné auto: čo to je?

Ak preložíte slovo hybrid z latinčiny, doslova to znamená kríž. rôzne formy. Automobilky prijali tento termín pri výrobe áut, ktoré ako elektráreň využívajú dva typy motorov – to sú sériové motory s vnútorným spaľovaním a elektrickým (existujú aj modely s pneumatickými motormi pracujúcimi na stlačený vzduch). V moderných hybridných autách palubný počítač monitoruje činnosť agregátov. Tento faktor umožňuje vodičovi plne sa sústrediť na cestu. Autá hybridný okruh má dva typy pohonných jednotiek:

Schémy hybridných elektrární

Výrobcovia hybridných automobilov navrhli niekoľko schém prevádzky pohonných jednotiek.

Sekvenčná prevádzka motorov. Má pomerne jednoduchý dizajn elektrárne. Karburátor resp dieselové motory Elektrický generátor sa otáča cez pohon. Elektrické napätie generované generátorom sa privádza do batérií a z nich do hnacích motorov umiestnených v mechanizmoch kolies.

Schéma paralelnej inštalácie. Zabezpečuje chod spaľovacieho motora ako hlavného pri pohybe vozidla. Vedľajšiu úlohu zohráva elektromotor, ktorý má dosť veľkú rezervu chodu. Aktivuje sa pri brzdení alebo zrýchľovaní vozidla. Zároveň plní regeneračnú funkciu, teda vyrába elektrinu, ktorá sa následne prenáša do batérií. Zvládanie stabilná prevádzka Obe elektrárne sú riadené palubným počítačom.

Zmiešaný typ prevádzky motora. Tento dizajn hybridného automobilu kombinuje vyššie opísané prevádzkové schémy pohonných jednotiek. Spustenie pohybu auta zabezpečuje elektromotor poháňaný batériami a v tomto čase pracuje spaľovací motor na elektrický generátor. Pri naberaní rýchlosti sa spaľovací motor prepne na pohon hnacích kolies. Všetky tieto procesy pomáha zvládnuť planétový mechanizmus inštalovaný na aute.

Princíp činnosti hybridných jednotiek

Ako už bolo popísané, spustenie pohybu vozidla zabezpečuje elektromotor, ktorý prijíma elektrickú energiu batérie. Vďaka tomu sa auto rozbehne hladko a ticho. Pri naberaní rýchlosti po dosiahnutí určitého bodu palubný počítač zapne chod spaľovacieho motora. Spaľovací motor roztáča generátor, ktorý dopĺňa elektrinu v batériách spotrebovanú pri pohybe vozidla. Keď ide auto všeobecný režim Zapája sa len jeho predný pohon a pri zvýšenej záťaži pohon všetkých kolies.

Pri pretaktovaní automatický spaľovací motor prenáša svoj krútiaci moment na pohony kolies, pričom elektromotory ho dopĺňajú a v prípade potreby zvyšujú výkon pohonnej jednotky.

Hybridné autá majú veľmi zaujímavý brzdový systém auta. Všetky procesy v ňom riadi palubný počítač, samostatne rozhoduje o tom, ako a kedy použiť stacionárny brzdový systém, alebo vo väčšine prípadov použiť regeneračné brzdenie; Keď vodič stlačí brzdový pedál, elektromotory sa prepnú do režimu generátora. Zároveň sa prudko zvyšuje zaťaženie pohonu kolies a auto plynulo spomaľuje. Energia generovaná elektromotormi ide do batérií. Zapnuté bežné autá Je jednoducho nemožné dosiahnuť takéto ukazovatele.

Pozor! Rekuperačné brzdenie je účinné pri jazde autom v mestskom prostredí.

Výhody a nevýhody hybridných automobilov

Vodič, ktorý si prvýkrát sadne za volant hybridného auta, zažíva nezabudnuteľný zážitok z auta, ktoré spája okruhy elektromobilu a auta so spaľovacím motorom. Elektrický pohon poskytuje stroju tichú prevádzku a plynulý chod, pričom zároveň umožňuje výraznú úsporu klasického paliva.

Medzi výhody hybridov patria nasledujúce parametre:

Hlavné nevýhody hybridných automobilov sú:

• v dôsledku použitia vysokokapacitných batérií a elektromotorov sa hmotnosť vozidla výrazne zvýšila;
• použité hybridné pohonné jednotky a ich pomocné komponenty a diely výrazne zvýšili cenu týchto áut;
• vysoká cenaúdržbu a opravy hybridné autá a keď batérie zlyhajú, nastanú problémy s ich obnovou;

Najpopulárnejšie hybridné autá v Rusku

1. TOYOTA Prius – má najviac rozumná cena pre kupujúcich v Rusku. Medzi predajmi áut vo svojej triede ide o najpredávanejší model na svete. Náklady na tento hybrid začínajú od 1 189 000 rubľov. Má nasledujúce vlastnosti:

1. LEXUS CT 200 h - tento model auta je veľmi podobný Priusu, ale chyby a závady predchádzajúcej značky sú prakticky úplne opravené. Je najviac dostupný model z množstva všetkých vyrobených Lexusom aj s klasickým spaľovacím motorom. Jeho cena sa pohybuje od 1 236 000 rubľov. Má nasledujúce vlastnosti:

1. LEXUS GS 50 h - patrí do kategórie služobných sedanov hybridných automobilov. Náklady na toto auto sú 2 693 000 rubľov. Hlavné charakteristiky:

1. AUDI Q5 Hibrid je jedným z prvých vyvinutých hybridných automobilov od Audi. Model benzínového motora nainštalovaný na tomto modeli auta má veľmi vysoký výkon, ale elektrický motor zvýšil náklady na tento hybrid o takmer jeden milión rubľov. Celkom - celkové náklady na Q5 Hibrid sú 2 565 000 rubľov. Má nasledujúce vlastnosti:

Každý rok sa popularita hybridných automobilov zvyšuje, pretože ekonomické ukazovatele, ako aj energeticko-dynamické vlastnosti týchto automobilov uspokojujú prakticky všetkých spotrebiteľov.

Viac o tom, ako funguje hybridné auto, sa dozviete v nasledujúcom videu: