Принцип работы гибридного автомобиля и как он устроен

Опубликовано От Sergey

Сейчас всё больше среди авто выпускается бензиново-электрических гибридов, которые сочетают в себе двигатель внутреннего сгорания и электромотор. Они стоят дороже бензиновых моделей, но при этом имеют некоторые преимущества. Благодаря способности экономить подорожавший бензин и ужесточившимся требованиям по экологичности они стали популярны в последние годы.

  • Что такое гибридный автомобиль
  • Особенности гибридных автомобилей
  • Принцип работы гибридного автомобиля
  • Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Что такое гибридный автомобиль

Машина-гибрид использует для привода ведущей пары колёс не один источник энергии. Они дополняют друг друга, что помогает избегать сильных нагрузок. Большая часть производств по выпуску автомобилей в гибридной силовой установке устанавливают совмещение работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя или варианта на сжатом воздухе.

Чаще всего выпускается первый вариант, состоящий из таких составляющих:

  • ДВС, отличающийся от обычного меньшими размерами и большей экономичностью расхода топлива, экологичностью и работоспособностью;
  • топливного бака, находящегося при ДВС;
  • электродвигателя;
  • генератора;
  • аккумуляторные батареи.

В гибридных установках автомобилей могут использовать следующие схемы:

  • последовательную;
  • параллельную:
  • последовательно–параллельную.

Знаете ли вы? Впервые автомобиль с гибридной установкой сконструировал Фердинанд Порше в 1900-1901 гг. Это была модель с последовательной схемой работы ДВС и электродвигателя.

При последовательной схеме ДВС работает только на генератор, обеспечивающий электроэнергией электродвигатель через аккумуляторы. В ней электрический мотор установлен так, что является движущей силой и заставляет вращаться ведущую колёсную пару. Автомобили с такой схемой гибридной установки обычно имеют порт подключения к электрическим сетям. В них отсутствует коробка передач и используются ёмкие и дорогие аккумуляторные батареи, преимущественно никель-металлогидридные. При отключении ДВС такое ТС имеет достаточно заряда и мощности для самостоятельного движения. Эта система очень эффективна при частых торможениях и остановках, небольшой скорости передвижения. Она наиболее оптимальна для городского движения и нередко используется в общественном транспорте.

При параллельной схеме ДВС и электродвигатель могут работать независимо друг от друга и приводить в движение колёса. Причём последний должен уметь работать и в качестве генератора. Его устанавливают обычно между ДВС и коробкой передач. При ускорениях и старте электродвигатель помогает ДВС, а при торможении или устоявшемся движении начитает запасать энергию. Их работу согласовывает компьютер. В такой схеме не обязательны ёмкие батареи, что экономит стоимость. Такой гибрид эффективен на трассе, но не в городских условиях.

Последовательно-параллельная схема устроенна как сочетание двух предыдущих вариантов. В ней используется планетарная передача, при которой ДВС не только двигает ведущую колёсную пару, но и способствует зарядке генератора, питающего энергией электромотор. В коробке передач необходимости нет. Компьютер выбирает оптимальную программу взаимодействия двигателей в разных ситуациях. Такое гибридное авто начинает движение только на электродвигателе, при постоянном движении или на скорости включается ДВС. В условиях нагрузок электромотор подпитывает генератор.

Особенности гибридных автомобилей

Внешне гибриды выглядят так же, как и обычные автомобили, но за счёт использования двух двигателей, наличия генератора и ёмких аккумуляторов, компьютерного обеспечения их цена выше. Они отлично показывают себя в условиях городского движения и частых остановок. Их интересной особенностью является возможность использования энергии торможения. Следует отметить, что авто бесшумно стоит на светофоре и начинает своё движение, что считают опасным для пешеходов, ведь те их не слышат.
Знаете ли вы? В СССР также велась разработка гибридных автомашин. Под руководством изобретателя Нурбея Владимировича Гулиа был создан гибрид на основе грузовой машины УАЗ-450, где энергия накапливалась маховиком, а затем передавалась ДВС. Это экономило 45% топлива.
При торможении электроника сама выбирает, когда наступает момент включения гидравлической тормозной системы, то есть во время срабатывания тормозов происходит переход электродвигателей в режим работы генерации электроэнергии для подпитки батарей аккумулятора. В обыкновенных автомобилях такая энергия тратится впустую, а в таких моделях генерируется.
Некоторые модели имеют возможность подключения к сети. Примером является «Chevrolet Volt, Opel Ampera». В своём названии они имеют наименование «Plug-in Hybrid», что переводится как «подключаемый гибрид».

Принцип работы гибридного автомобиля

Конструкция гибридного авто предусматривает наличие 2-х двигателей. Один из них работает на бензине, другой на электричестве. Процесс их работы обычно регулируется и управляется компьютерной системой. При езде по дорожной трассе работает ДВС на топливе, а в условиях передвижения по городу включается двигатель, работающий на электрике. При больших нагрузках включаются 2 движка одновременно.
Рекомендуем для прочтения:

  • Как ввезти и растаможить электромобиль в России
  • Лучшие гибридные автомобили в России в 2019 году
  • Двигатели для электромобиля: как устроены и принцип их работы
  • Транспортный налог на электромобили в России: правила, как рассчитать

Когда работу осуществляет ДВС на топливе, происходит подзарядка аккумуляторных батарей. При этом во время движения на небольших скоростях работают только электрические движки и аккумулятор. После того, как скорость нарастёт, включается ДВС на топливе. Во время работы устройства на бензине избыток вырабатываемой энергии уходит на подзарядку аккумуляторных батарей.

Одним из первых удачных гибридов была «Toyota Prius», которая расходовала 0,32 л бензина на 10 км в условиях передвижения по городу.

На гибридах наиболее экономичен такой стиль езды:

  • езда на небольшой скорости;
  • поддержание стабильной скорости;
  • медленное, не резкое торможение.

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили считают переходной ступенью к машинам будущего. Они имеют как плюсы, так и минусы.

Рассмотрим плюсы таких машин:

  • Экономичность расхода бензина. Данные модели потребляют меньше топлива (почти на 25 %).
  • Экологичность. Благодаря тому, что расход бензина намного меньше, чем у других авто, в атмосферу уходит намного меньше вредных элементов. Более того, когда машина останавливается, двигатель на бензине также прекращает работу и включается электромотор, а значит, в этот момент не происходит никаких вредных выбросов в окружающее пространство.
  • Бесшумность работы. Такое авто не будет создавать звуковой шум на трассе и беспокоить жителей спальных районов.
  • Увеличение дальности пробега без остановок для заправки или подзарядки. К тому же он дольше не нуждается в заправке бензином.
  • Накопление и сохранении энергии. Почти на всех моделей используют энергию во время торможения, чтобы подзарядить аккумулятор (принцип рекуперации).
  • Важно!
    Для нашей страны следует добавить еще один недостаток — найти СТО, обслуживающие такие автомобили весьма проблематично.

    К минусам относят:

  • Более дорогая цена при покупке. Такие авто на 30–50% дороже, чем обыкновенные модели.
  • Высокая стоимость ремонтных работ. Это наблюдается из-за того, что гибрид устроен сложно.
  • Аккумуляторные устройства могут разряжаться в самостоятельном порядке. К тому же они плохо переносят скачки температурного режима, а время их работы не отличается длительностью, а их покупка хорошо бьёт по карману из-за дороговизны. Утилизация их также проблематична.
  • Гибриды помогают экономить топливо, меньше загрязняют окружающую среду и отлично подходят для городских условий. Они имеют сложную систему управления и их ремонт своими руками не сделаешь, поэтому перед покупкой такого авто стоит поинтересоваться, где можно отремонтировать такое авто.

    Источник: auto.today

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *