Гибридный Двигатель Плюсы И Минусы. Что такое двигатель гибридный

что такое гибридный двигатель. В чем отличие. Отзывы?

до 60 км на электричестве работает

наверное такой, который может работать на нескольких топливах или их смеси. газ и бензин например.

Бензина кушает примерно на 100км. 3-4 литра.

гибридный это дизель и электродвигатель под одним капотом как правило в эксплуатации дороже и сложнее в ремонте

Таких мало и гибридность их условна. А вот гибридный авто другое дело. Там помимо бензинового мотора установлен и электродвигатель. В городском режиме есть серьёзная экономия от такой схемы за счёт рекуперации энергии при торможении. Иными словами при торможении генератор заряжает акб. Но такие авто изначально дороже и сложнее при эксплуатации и обслуживании. Всю экономию съедает содержание, скорее берут из за престижа-сейчас мода на зелёные технологии

ремя весь мир активно решает проблемы экологии. А что больше всего загрязняет атмосферу? Авторитетные ученые посчитали, что это - автомобильные выхлопы. Для уменьшения токсичности выхлопов придуманы экологические стандарты и гибридные двигатели. Суть принципа гибридного двигателя заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передаётся на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство. Это похоже на электростанцию на электромобиле, вырабатывающую энергию для собственного движения. Схема работы гибридного автомобиля модифицирована, в первую очередь добавлением аккумуляторной батареи, только в отличие от электромобиля, менее емкой, а, следовательно, более лёгкой. Гибридные автомобили сейчас разработаны практически у всех ведущих мировых автопроизводителей, поскольку они более экологичны и экономичны, нежели их полностью бензиновые аналоги. Силовая установка гибрида состоит из: бензинового двигателя - практически такой же, как и на обычных авто, только меньшей мощности, а значит, более экономный, плюс, работающий в щадящем и более экологичном режиме топливного бака – резервуар для горючего (бензина, к примеру) . Нужно отметить, что способность концентрации энергии жидким топливом намного выше показателей тех же батарей. К примеру, на сегодняшний день для сосредоточения энергии, вырабатываемой 3,7 литрами горючего топлива, необходимо задействовать 400 килограммов аккумуляторов электромотора – усовершенствованный вариант стандартного агрегата. Эта «совершенность» объясняется возможностью устройства работать как мотор и как генератор генератора – служит для выработки электричества аккумулятора – устройство для накопления и хранения электроэнергии, которая впоследствии будет использована электромотором трансмиссии – выполняет те же функции, что и в обычных авто.

там и бензиновый и электрический двигатели, пока едеш до 60 км/ч работает электрический если едеш больше 60 км/ч то подключается бензиновый, пока едеш на бензиновом электрический заряжается. ну это так, общие подробности.

Со всеми согласна хд

touch.otvet.mail.ru

Гибридный Двигатель Плюсы И Минусы. Транспорт Будущего. 1km-auto

Автомобили с гибридным двигателем, плюсы и минусы, принцип работы

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход. Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги. На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие, на сегодняшний день, развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км). К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент. Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность. Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего. Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка #8212 ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант гибридного двигателя. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге. Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД
нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем
не нужно сцепление и коробка передач
автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

потери энергии в процессе преобразований
большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме). На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Как оцениваете статью?

Гибридный автомобиль: плюсы и минусы эксплуатации

В условиях постоянно растущих цен на топливо и ухудшающейся экологической обстановки в мире, все большее количество автолюбителей и почитателей экологического образа жизни задумывается о приобретении автомобиля нового типа – гибридного. Считается, что гибридные автомобили меньше загрязняют окружающую среду, более функциональны и экономичны.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридные модели отличаются от обыкновенных автомобилей тем, что в их «внутренностях» находятся два двигателя: бензиновый двигатель (двигатель внутреннего сгорания) и электрический двигатель. Каждый двигатель имеет свою определенную функцию: когда машина едет медленно или стоит на холостом ходу, например, в пробке, работает электромотор. Как только машина набирает определенную скорость, включается бензиновый двигатель.

Плюсы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили более экономичны, то есть расходуют на 20-25% меньше топлива, чем традиционные машины.
Гибридные автомобили наносят меньше вреда экологии Земли. Сокращение выбросов углекислого газа и других вредных выхлопов в атмосферу происходит за счет более рационального расхода топлива или полной остановки потребления бензина двигателем при определенных условиях движения.

Гибридный автомобиль может дольше обходиться без заправки, то есть обладает большей дальностью пробега.
У «гибридов» сохранены все необходимые базовые характеристики традиционных автомобилей: мощность, возможность быстро набирать скорость и т.д.
Электрические батареи гибридного двигателя лишены недостатков тех же батарей у электромобиля. Они могут подзаряжаться от бензинового двигателя. Кроме того, батареи «гибрида» весят существенно меньше, чему электромобилей.
Двигатель гибридного автомобиля постоянно работает в оптимальном режиме.
Считается, что в городском режиме эксплуатации машины, большую часть времени «гибрид» работает как электромобиль.
У гибридных автомобилей существует возможность движения только на электродвигателях.
Мотор гибридных машин работает бесшумно, если машина стоит на месте. Такой эффект достигается благодаря работе электродвигателя.
В некоторых странах, например в США, для владельцев гибридных автомобилей предусмотрена система налоговых льгот.

Заправка гибридного автомобиля осуществляется по стандартной схеме, то есть углеводородным топливом.

Минусы гибридного автомобиля

Существует проблема утилизации аккумуляторов гибридных автомобилей. Их влияние на окружающую среду пока недостаточно изучено.
Аккумуляторные батареи «гибридов» имеют ограниченный срок службы, подвержены саморазрядке, могут не выдерживать большого перепада температур.
Из-за сложности устройства двигателя покупка гибридных автомобилей и их ремонт обходится дороже, чем приобретение и починка машины с классическим двигателем.
Гибридные автомобили достаточно сложны в устройстве. Для их починки требуется помощь профессионала, которую не везде можно получить.

07 февраля , 10:15:00 | Babygreen

Гибридные двигатели

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Подобные работы

Понятие, виды, преимущества комбинированного двигателя. Ракетно-прямоточный двигатель, который представляет собой двигатель прямоточной схемы, в воздушном контуре которого установлены ракетные двигатели. Турбопрямоточный двигатель Pratt Whitney J58-P4.

реферат [3,4 M], добавлена 03.12.

Общие сведения о литейных кранах мостового типа. Проект механизма подъема груза выбор кинематической схемы, крановой подвески, каната. Расчет двигателя, передачи, муфты, тормоза. Проверка двигателя механизма передвижения тележки на разгон и торможение.

курсовая работа [1,6 M], добавлена 26.06.

Режимы резания. Траектория движения инструментов. Определение комплекта инструментов. Кинематическая схема коробки скоростей. График частот вращения. Выбор двигателя. Выбор технологического оборудования. Краткая техническая характеристика станка.

контрольная работа [33,7 K], добавлена 09.10.2008

Обобщенная функциональная схема привода, ее структура. Энергетический расчет. Расчет параметров передаточных функций элементов. Моделирование работы двигателя в различных режимах работы с учетом нелинейности при заданных технических требованиях.

контрольная работа [1,8 M], добавлена 12.03.

Изучение основных правил построения внешней скоростной характеристики двигателя. Расчет силового баланса автомобиля. Динамическая характеристика машины. Разгон автомобиля ускорение при разгоне. Динамическое преодоление подъема. Движение накатом.

курсовая работа [330,4 K], добавлена 13.12.

Тип станка (механизма), его основные технические данные. Циклограмма (последовательность операций), режимы работы главного привода. Выбор рода тока и напряжения и типа двигателя. Расчет механических характеристик выбранного двигателя, проверка двигателя.

курсовая работа [151,3 K], добавлена 09.12.2010

Выбор, расчёт размеров и параметров асинхронного двигателя с фазным ротором. Главные размеры асинхронной машины и их соотношения. Обмотка, паза и ярма статора. Параметры двигателя. Проверочный расчет магнитной цепи. Схема развёртки обмотки статора.

курсовая работа [361,2 K], добавлена 20.11.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания: общие сведения и классификация. Двигатель (дизель) Д-240, его устройство и характеристики. Кривошипно-шатунный механизм двигателя Д-240. Основные возможные неисправности коленчатых валов и способы их устранения.

реферат [1,5 M], добавлена 06.10.

Общие сведения об устройстве двигателя внутреннего сгорания, понятие обратных термодинамических циклов. Рабочие процессы в поршневых и комбинированных двигателях. Параметры, характеризующие поршневые и дизельные двигатели. Состав и расчет горения топлива.

курсовая работа [4,2 M], добавлена 22.12.2010

Универсальные характеристики двигателя тока смешанного возбуждения. Определение скорости и режима его работы при заданных нагрузках. Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при торможении противовключением.

контрольная работа [167,7 K], добавлена 09.04.2009

Гибридные двигатели

Гибриды вчера

В недалеком прошлом гибридными называли агрегаты, способные работать на нескольких видах горючего топлива, и двигатели с так называемым послойным смесеобразованием.

Многотопливные моторы обладают достаточно сложной конструкцией и работают на чрезвычайно высоких степенях сжатия. Так, например, в двигателе MTU (Mercedes-Benz) последняя составляет 25 единиц. В то время как у современных массовых агрегатов, потребляющих высокооктановый бензин, степень сжатия колеблется от 9 до 10 единиц, а у дизелей лежит в пределах 16-17.

Одним из простейших и ярких примеров подобных силовых установок можно считать мотор, работающий на бензине и газе (природном или полученном из нефти). Такие двигатели пользуются популярностью в странах с высокими ценами на бензин (Италия, государства Южной Америки).

Послойное смесеобразование применяется в бензиновых агрегатах для снижения расхода топлива и вредных выбросов на средних нагрузках.

Кроме двух вышеназванных типов существовал и еще один - гибридный, представляющий собой работающие в паре ДВС и электродвигатель. Почему-то в большинстве справочников он не указан, и создается ощущение, что данная технология родилась совсем недавно. Тем не менее известная поговорка все новое - это хорошо забытое старое и в этот раз сработала на 100%.

Как оказалось, первые ласточки появились на рубеже XIX-XX-го веков. Более того, некоторым разработчикам удалось перейти от проектов к мелкосерийному производству. Начиная с 1897 года и на протяжении 10 последующих лет, французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила партию электромобилей и машин с гибридными двигателями. В 1900 году General Electric сконструировала гибридный автомобиль с 4-цилиндровым бензиновым мотором. А с конвейера Walker Vehicle Company of Chicago гибридные грузовики сходили до 1940 года.

Почему же тогда идея электродвигателей и гибридов не прижилась?

На первую часть этого вопроса еще в 30-х годах прошлого века ответил академик Е. А. Чудаков. Проведенное им сопоставление характеристик моторов различных типов выглядит так: бензиновый занял первое место по скорости и намного превзошел электрический по запасу хода, зато по надежности и КПД бензиновый ДВС проиграл. Стоит заметить, что ресурсные и экологические проблемы в те времена еще не рассматривались. Продвижению же гибрида в массы тогда помешала высокая цена комплектующих электроустановок, а также малые мощности и непомерный вес элементов питания (аккумуляторных батарей).

Гибриды сегодня

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой - экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение - геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов черного золота .

Сегодня смело можно сказать: эпоха ДВС как основного источника энергии на автомобиле подходит к логическому завершению. Подтверждение этому уже не опытные, а серийные модели с гибридными силовыми установками.

Спустя ровно 110 лет (в 1997 году) после появления первого гибридного автомобиля компания Toyota представила массовую модель Prius. Изюминка Prius - электромотор, батарею которого не надо заряжать от внешней сети. Энергия для заряда аккумулятора вырабатывается прямо на борту автомобиля. Мощность 1,5-литрового бензинового двигателя этой модели - 53 кВт (57 кВт - Prius 2-го поколения), тягового электромотора - 33 кВт (50 кВт - Prius 2-го поколения).

Максимальная скорость составляет 160 км/ч, а расход топлива 4,6 л (4 л - Prius 2-го поколения) на 100 км. В 2004 году на Международном конкурсе в Германии силовой агрегат Toyota Prius занял первые места сразу в четырех (!) номинациях, в том числе и в самой престижной - Лучший двигатель 2004 года .

Toyota Motor Corp приступила к продаже первого седана с гибридным электро-бензиновым двигателем марки Lexus в Японии. В апреле японский автопроизводитель начнет продавать автомобиль Lexus GS450h на зарубежных рынках.

Второй по величине в мире автопроизводитель заявил, что стремится вдвое сократить расходы на производство гибридных двигателей и цену на них. Сейчас цены на GS450h начинаются с 6,8 миллиона иен (57950 долларов), тогда как на версии с бензиновым двигателем объемом 3,5 литра они составляют 5,2 миллиона иен (44310 долларов), а на версии с двигателем 4,3 литра - 6,3 миллиона иен (53690 долларов), сообщает Reuters.

В 2005 корпорация Toyota Motor разработала гибридный двигатель третьего поколения, совмещающий в себе бензин и электроэнергию. Этот двигатель меньшего размера, который позволит сократить затраты как на топливо, так и на производство, будет применяться на практике в 2008 году.

Французский концерн PSA Peugeot/Citroen представил первый дизельный гибридный двигатель, состоящий из гибридного приводного узла и двигателя HDi. то есть объединяет в себе традиционный дизель и электромотор. По словам французов, новый силовой агрегат будет отличаться очень низким расходом топлива (ниже на 20 % по сравнению с бензиновым двигателем = 3,4 л на 100 км и выбросу CO2 (90 г/км)), ведь дизельный мотор потребляет меньше горючего, чем его бензиновый аналог. При этом полностью сохраняя высокие динамические характеристики, присущие семейству дизельных двигателей типа Hdi + преимущества, свойственные гибридному приводному узлу (например, движение в режиме электромобиля на невысокой скорости). Однако появление гибридного дизеля на серийных машинах придется подождать - представители PSA заявили, что он пойдет в производство примерно в 2010 году.

Компания Ford выпустила второй в 2005 году автомобиль, работающий на гибридном двигателе. Модель Mercury Mariner Hybrid поступила в продажу 11 июля. Этот автомобиль стоит $29,840, что на $4,190 дороже варианта с обычным двигателем. Вместе с тем, Mercury Mariner Hybrid позволяет сэкономить до 50% топлива по сравнению с традиционной машиной. В 2006 году планируется выпустить 2 тыс. экземпляров Mercury Mariner Hybrid.

Volvo Group в марте 2006 года объявила о создание гибридного двигателя для тяжёлых машин, таких, как тягачи полуприцепов и автобусы. Компания заявляет, что их разработка позволяет получить 35% экономию топлива в условиях города с интенсивным движением. Важная часть новой гибридной технологии, получившая название I-SAM.

Из чего состоит гибридный автомобиль?

Любое транспортное средство, которое имеет два или более источников энергии, достаточной для движения можно назвать гибридным.

- Бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - Гибридная машина имеет привычный бензиновый двигатель. Хотя современные высокие технологии позволяют делать его меньшим по габаритам, более экологичным и экономичным.

- Топливный бак - Здесь хранится топливо для двигателя. Бензин обладает большим энергетическим запасом, нежели электрические батареи. Для примера, батареи весом 450 кг отдадут столько же энергии, сколько и 3,5 кг бензина.

- Электромотор - Очень продвинутый элемент. Современная электроника делает его и мотором и генератором одновременно. Например, когда это необходимо, энергия берется из электрических батарей и ускоряет автомобиль. Но тормозя машину, двигатель переходит в режим генератора и восстанавливает энергию.

- Генератор - Схож с электромотором, но работает только в режиме запасания энергии (используется, главным образом, в серийных гибридных автомобилях).

- Батареи - Источник энергии для электромотора, в отличии бензинового ДВС, электромотор может не только брать энергию, но и запасать её в батареях.

- Трансмиссия - Функции те же, что и у трансмиссии на традиционных автомобилях с ДВС. Некоторые гибридные машины (Honda, например) имеют стандартную трансмиссию, другие же ( Toyota Prius) оснащаются радикально новой.

Схема работы гибридного двигателя

Последовательная схема. В данном случае ДВС приводит в движение генератор, а вырабатываемая последним электроэнергия питает электродвигатель, вращающий ведущие колеса. Последовательной установку называют потому, что поток мощности поступает на ведущие колеса, проходя ряд преобразований. От механической энергии, вырабатываемой ДВС в электрическую, вырабатываемую генератором, и опять в механическую. Данная схема позволяет использовать ДВС малой мощности, с условием его постоянной работы в диапазоне максимального КПД.

Это позволит стабильно генерировать достаточное количество энергии для питания электродвигателя и заряда аккумуляторной батареи.

Параллельная схема. Здесь ведущие колеса приводятся в движение и ДВС, и электродвигателем (обратимой машиной). Момент, поступающий от двух источников, распределяется в соответствии с условиями движения. Аккумулятор заряжается при переключении электродвигателя в режим генератора (например, при торможении), а запасенная батареей энергия питает обратимую машину, переключившуюся в режим электродвигателя, которая, в свою очередь, вращает ведущие колеса.

Подобная конструкция достаточно проста, но имеет ряд недостатков, так как обратимая машина гибридной силовой установки не может одновременно приводить в движение колеса и заряжать батарею.

Последовательно - параллельная схема. Уже по названию можно догадаться, что эта схема объединяет в себе две предыдущие. Здесь, в зависимости от условий движения, используется тяга электродвигателя или одновременно ДВС и электродвигателя. Помимо этого, в случае необходимости, система способна приводить колеса в движение и одновременно вырабатывать электроэнергию, используя генератор. Таким образом достигается максимальная эффективность силовой установки.

От схем к Новым измерениям

По словам создателей Lexus RX400h, именно в другое измерение они перенесли езду на полноприводном автомобиле. Дабы разбавить сухие схемы практическими примерами, поговорим о новинке компании Toyota - Lexus RX400h, оснащенной последовательно-параллельной гибридной силовой установкой Hybrid Synergy Drive.

Гибридная установка Lexus RX400h сочетает в себе бензиновый V-образный шестицилиндровый двигатель объемом 3,3 л, мощностью 150 кВт, 2 электромотора мощностью 200 кВт, с рабочим напряжением 650 В и высоковольтную аккумуляторную батарею напряжением 288 В.

Это всего лишь надводная часть айсберга, соединить напрямую ДВС, электромоторы и аккумулятор и добиться при этом согласованной работы невозможно. Поэтому немного углубимся во внутреннее строение Lexus RX400h.

Бензиновый двигатель нам не столь интересен, но из песни слов не выкинешь . V-образная шестерка оснащена сложной компьютерной системой, осуществляющей непрерывную корректировку количества воздуха, поступающего в цилиндры. Благодаря этому удалось добиться соблюдения норм Евро-4.

Высоковольтные моторы по сути являются обратимыми машинами, т.е. могут работать как в двигательном, так и в генераторном режиме. Располагаются в передней и задней частях автомобиля и приводят в движение соответственно колеса переднего и заднего мостов.

Устройство распределения энергии - это связующее звено между ДВС, электромоторами и генератором. Сердце устройства распределения энергии - компактная планетарная передача. Она обладает малой массой и меньшим количеством движущихся частей, в сравнении с 5- или 6-ступенчатыми АКПП автомобилей класса люкс . Применение планетарной передачи позволило снизить потери на трение и шум при работе и в то же время повысить надежность и срок службы узла.

Энергетический центр - уникальная система, управляющая созданием и распределением запасов электрической энергии, хранящейся в батарее. Основные компоненты энергетического центра: мощная высоковольтная батарея (NiMH), блок управления энергией, полупроводниковое коммутационное устройство, рекуперативная (регенеративная) тормозная система.

Блок управления энергией и полупроводниковое устройство переключения управляют потоком энергии между генератором, батареей и электромоторами. Данные устройства осуществляют преобразование электроэнергии в соответствии с потребностями системы. Потребность в преобразовании продиктована следующими причинами: генератор и электромоторы - машины переменного тока, в то время как аккумуляторная батарея оперирует постоянным, кроме того, выходное напряжение батареи не соответствует выходному напряжению генератора, а также входному напряжению электромоторов.

Инвертор - блок, преобразующий постоянный ток, поступающий от аккумуляторной батареи, в переменный, используемый для питания электромоторов. В гибридной силовой установке Lexus RX400h предусмотрена высоковольтная схема преобразования одного постоянного тока в другой, тоже постоянный. Но поскольку она повышает напряжение, то происходит равномерный рост электрической мощности при той же величине значения тока. В результате получают более высокую производительность и повышенный крутящий момент привода электромоторов.

Рекуперативная (регенеративная) тормозная система - при торможении система переводит моторы в генераторный режим. Вырабатываемая при этом электроэнергия поступает на вход аккумуляторной батареи. Особо эффективную работу система показала в городских условиях, при чередовании режимов стоп - старт. Заметим, что в традиционных тормозных системах энергия, полученная при замедлении, теряется полностью.

Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM) объединяет воедино системы активной безопасности, такие как антиблокировочная система тормозов (ABS), антипробуксовочная система (TRC), система курсовой устойчивости (VCS) и электроусилитель руля (EPS).

VDIM не столь навязчива , как обычные системы управления, но намного более эффективна. При помощи высокоскоростной технологии управления двигателем, тормозами и трансмиссией VDIM контролирует и сопоставляет все параметры, одновременно управляя крутящим моментом переднего и заднего электромоторов в соответствии с условиями движения.

Режимы движения

В этом разделе мы рассмотрим особенности работы системы при выполнении различных маневров.

Начало движения

Для начала движения и на малых скоростях используется только электромотор. При плавном наборе скорости энергия, запасенная в батарее, поступает на блок управления электропитанием. Последний, в свою очередь, направляет энергию на электромоторы, что позволяет автомобилю плавно трогаться с места.

Движение в нормальном режиме

В этом случае момент на ведущие колеса поступает с ДВС и электромоторов энергия бензинового двигателя распределяется между колесами и электрическим генератором, приводящим в движение электромоторы. При необходимости генератор осуществляет заряд батареи, отдавая ей излишки энергии.

В целях обеспечения максимальной эффективности распределение энергии контролируется электронным блоком управления.

Стоит упомянуть, что при движении в нормальном режиме система автоматически переходит на передний привод, в то время как на всех остальных сохраняется полный.

Разгон

Бензиновый двигатель разгоняет машину, работая в нормальном режиме, при необходимости и для улучшения динамики дополнительная энергия поступает от электромоторов.

Это создает ощущение, что ДВС гораздо мощнее, чем есть на самом деле. Интересно сравнить эту систему с турбированным двигателем. В то время как работа последнего может сопровождаться турбозадержками , гибридный вариант обеспечивает практически мгновенную подачу дополнительной энергии, что позволяет получить плоскую характеристику крутящего момента.

Торможение

Для оптимизации количества сохраняемой энергии управляемая электроникой тормозная система принимает решение о том, когда следует использовать гидравлическую систему, а когда - рекуперативное (регенеративное) торможение (оно и является приоритетным). При рекуперативном торможении передний и задний электродвигатели работают в генераторном режиме, создавая тормозной момент на передней и задней осях. Вырабатываемая энергия поступает на блок управления электропитанием, а оттуда на высоковольтную аккумуляторную батарею.

Плюсы и минусы гибрида

К достоинствам гибридного автомобиля можно отнести то, что ДВС гораздо меньше, по сравнению с обычным автомобилем, и при этом более эффективен. Но как же может такой малыш уживаться на дороге со своими более мощными собратьями?

Давайте сравним Chevrolet Camaro с его огромной V-образной восьмеркой с нашей гибридной машиной, с её маленьким ДВС и электромотором. Мощности движка Camaro вполне достаточно (и даже более чем достаточно!), для того, чтобы справиться с любой дорожной ситуацией. Мотора же нашего гибрида достаточно для движения по ровной дороге, но как только нужно въехать на склон или просто проехаться с ветерком ему требуется помощь. Руку помощи он получает от электромотора с его батареями. Эта система и предоставляет необходимую добавку энергии.

Недостатки. Чтобы машина стала привлекательной для человека, она должна удовлетворять определенным минимальным требованиям. Автомобиль должен:

- Ехать по крайней мере 400 км. без дозаправки.

- Заправка не должна быть сложной и долгой.

- Подходить для езды при плотном дорожном движении.

Обычные автомашины с ДВС удовлетворяют всем трех правилам, но вредны для окружающей среды и обладают большим расходом топлива. С другой стороны, электромобиль не ухудшает экологическую обстановку, но путь между дозаправками составляет всего 80-150 км. Причем процедура заправки сложна и довольно длительна.

Желание автомобилиста нажать газ в пол является причиной пониженной эффективности наших автомобилей. Наверное, все замечали, что чем меньше мощность двигателя, тем он экономичнее.

Примечательно то, что большинству из нас нужна лишь малая часть многочисленных лошадей нашей машины. Допустим, вы несетесь по трассе со скоростью 100км/ч. При этом энергия, вырабатываемая двигателем, тратится на:

- Преодоление аэродинамического сопротивления.

- Преодоление сил трения (колес о дорогу, трансмиссии, валов, тормозов и т.п.)

- Дополнительное электрооборудование (фары, кондиционер, подсветка и т.п.)

Большинству машин для выполнение этих действий достаточно 20(!) л.с. Так зачем же тогда вам нужен двигатель мощностью 200 (300) л.с? Газ в пол - единственный случай, когда машине нужны все лошадиные силы её мотора.

Источники: http://znanieavto.ru/dvs/gibridnyj-dvigatel.html, http://www.babygreen.ru/auto//02/07/133/, http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00057344_0.html

Комментариев пока нет!

www.1km-auto.ru

Гибридный двигатель - это... Что такое Гибридный двигатель?

Гибридный двигатель Гибридный двигатель

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

Гермокабина
Гибридный летательный аппарат

Смотреть что такое "Гибридный двигатель" в других словарях:

гибридный двигатель — гибридный двигатель то же, что комбинированный двигатель … Энциклопедия «Авиация»
гибридный двигатель — гибридный двигатель то же, что комбинированный двигатель … Энциклопедия «Авиация»
Гибридный синергетический привод — (англ. Hybrid Synergy Drive, HSD; произносится [хайбрид синеджи драйв]) технология силовой установки автомобиля, основанная на синергетическом эффекте,[источник не указан 343 дня] разработанная Александром… … Википедия
Двигатель Стирлинга — Двигатель Стирлинга … Википедия
ГИБРИДНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — химический ракетный двигатель, работающий на т. н. гибридном топливе (обычно твердое горючее и жидкий окислитель). Созданы экспериментальные образцы с максимальной тягой в несколько десятков кН … Большой Энциклопедический словарь
Гибридный автомобиль — Первый серийный гибридный автомобиль Toyota Prius Модель 1997 года … Википедия
Гибридный ракетный двигатель — ГРД (схема 1) … Википедия
гибридный ракетный двигатель — ракетный двигатель, работающий на так называемом гибридном топливе (обычно твердое горючее и жидкий окислитель). Созданы экспериментальные образцы с максимальной тягой в несколько десятков кН. * * * ГИБРИДНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ГИБРИДНЫЙ РАКЕТНЫЙ … Энциклопедический словарь
Двигатель Стрерлинга — Роберт Стирлинг Двигатель Стирлинга тепловая машина, работающая не только от сжигания топлива, но от любого источника тепла, например солнечных лучей. Относится к двигателям внешнего сгорания. Содержание 1 История 2 Описание … Википедия
гибридный ракетный двигатель — hibridinis raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, naudojantis mišrųjį raketinį kurą. Labiausiai paplitę hibridiniai raketiniai varikliai, kuriuose naudojami skystojo ir kietojo raketinio kuro komponentai;… … Artilerijos terminų žodynas

dic.academic.ru