Принцип работы гибридных авто: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Принцип работы гибридных автомобилей | Автомобильные дороги

  • Как работает гибридный автомобиль?
  • Каковы плюсы и минусы гибридных автомобилей?

Сегодня пришло время взглянуть на мир гибридных автомобилей!

Вы, наверное, слышали о гибридных автомобилях. Они с нами в течение нескольких последних лет и их популярность продолжает расти. Вы даже можете иметь один такой в своей семье или кто-то из знакомых ездит на гибриде.

Схематически, принцип работы гибридных авто
Но что же такое гибрид? Традиционные авто имеют только двигатели на бензине, а с другой стороны гибридный автомобиль может быть приведен в действие как бензиновым двигателем так и электрическим аккумулятором.

С чего бы автопроизводителям создавать автомобили, которые ещё работают и от электрических батарей? Электрические аккумуляторы в гибридных автомобилях стали использовать бензин более эффективно. На низких оборотах, автомобили с гибридным двигателем могут работать только на электрических батареях.

Это уменьшает количество используемого бензина машиной.

На более высоких скоростях бензиновый двигатель запускается, чтобы обеспечить большую мощность. Когда Бензиновый двигатель работает, электрический аккумулятор подзаряжается. Таким образом он будет иметь достаточную ёмкость и мощность, тогда, когда это будет нужно.

С развитием цивилизации технологии совершенствуются и производители автомобилей постоянно улучшают системы своих гибридных автомобилей. Сегодня существует несколько различных типов гибридных автомобилей. Есть небольшие различия в том, как они работают, но основная идея остается неизменной: использование электрического аккумулятора, чтобы улучшить эффективность, которую вы получаете от бензиновых двигателей.

Следующая волна гибридных автомобилей, как ожидается, будет представлять собой гибридные автомобили, которые могут работать исключительно на электрической или переработанной энергии. Для зарядки таких машин, владельцам нужно будет подключить их к источнику питания для зарядки электрических аккумуляторов, когда они не имеют достаточно энергии.

В дополнение к большому пробегу, гибридные автомобили также дружественны к окружающей среде. Так как некоторая часть их энергии вырабатывается электрическими батареями, гибридные автомобили выбрасывают меньше испарений (загрязнения), чем обычные бензиновые автомобили.

Однако, прежде чем задуматься о покупке гибридного автомобиля, вам также нужно учесть их стоимость. Большинство гибридных автомобилей на несколько тысяч долларов дороже, чем их “привычные” аналоги. Это означает, что значительная часть денег, которую Вы экономите на бензине будет потрачена авансом, который Вы заплатите за машину при покупке.

Несмотря на их более высокую стоимость, гибриды привлекательны для многих людей из-за своего минимального воздействия на окружающую среду. Просто не забудьте про это исследование, когда обратите свои взоры на гибридный автомобиль. Всегда полезно рассмотреть плюсы и минусы при принятии любого важного решения!

Приус принцип работы гибридной установки.

Toyota Prius II — самый гибридный гибрид

Будущее марки Тойота – это гибридные автомобили. Пока электромобили не совершенны и передвигаются без подзарядки максимум до 150 км. Аккумуляторные батареи гибридных автомобилей получают подзарядку от ДВС, обеспечивая комфорт и экономичность при езде на любые расстояния.

Устройство гибридного автомобиля

Устройство гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) основано на последовательно-параллельно схеме. У таких транспортных средств крутящий момент на колеса может подаваться и от мотора, и от мотора-генератора. При этом величина мощности агрегатов варьируется в зависимости от степени заряда и возможностей мотора.

Основу конструкции составляют двигатель внутреннего сгорания, электромотор, два генератора и делитель мощности. Последнее устройство позволяет трогаться и осуществлять движение на малых скоростях исключительно на электромоторе. ДВС в этот момент будет обеспечивать только работу генератора.

Зарядка гибридного автомобиля осуществляется посредством отдельного генератора, поэтому электрический мотор-генератор используется только для привода ведущих колес. Во время высоких нагрузок, таких как подъем в гору или езда на высокой скорости в работу активно подключается бензиновый мотор. Делитель мощности контролирует передачу от крутящего момента ДВС на колеса, перераспределяя часть ее для заряда АКБ и генератора.

Принцип работы гибридного автомобиля

Принцип работы гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) состоит в следующем: старт, первоначальный разгон и езду на малых оборотах обеспечивает электрический мотор-генератор, при повышенных нагрузках подключается бензиновый мотор. Компьютер регулирует его работу так, чтобы были обеспечены самые высокие показатели экономичности.

Шестерня делителя мощности, передающая крутящий момент на ведущие колеса, вращается посредством электромотора. Основной принцип действия гибридного автомобиля заключается в формировании передаточного числа трансмиссии делителем мощности, именно он распределяет уровень включенности в работу каждого из моторов.

Такая схема гибридного автомобиля называется последовательно-параллельной. Она соединила все преимущества последовательно и параллельной схем. В итоге инженеры японского автоконцерна смогли создать максимально надежный агрегат, ведь управление крутящим моментом происходит при помощи электроники, исключая участие множественных механических узлов и механизмов.

Рекуперативная система торможения также передает кинетическую энергию на генератор, восполняя запас аккумулятора. Для экстренного торможения применяется обычная фрикционная тормозная система.

Двигатель (ДВС) гибридного автомобиля

Мотор авто, работающего по принципу гибрида, в первую очередь основывается на принципе экономичности. Для Тойота Приус инженеры компании Toyota смогли выпустить агрегат в 1,8 литров мощностью 98 лошадиных сил. Теперь расход Тойота Приус гибрид составляет примерно 4,5 литра на 100 км (5 литров по городу и 3,9 литра по трассе). В холодное время года вне зависимости от режима езды потребление топлива увеличивается в среднем на 2 литра на 100 км. Для заправки завод-изготовитель рекомендует использовать бензин марки АИ-95.

Стоит отметить, что разогнать машину до сотни получится чуть боле, чем за 10 секунд. При этом максимальная скорость авто составит 180 км/ч.

Тип двигателя Тойота гибрид подбирался с точки зрения максимального коэффициента полезного действия. У современных гибридов он составляет 40%. Такие показатели позволило получить использование мотора, работающего по циклу Аткинсона. Основная особенность такого бензинового мотора состоит в том, что сжатие топлива запаздывает за ходом поршня. Оно запускается несколько позже начала движения поршня в верхнюю часть гильзы. Благодаря такой уловке некоторое количество топливно-воздушной смеси возвращается во впускной коллектор.

Данный тип ДВС дал современному мотору Toyota Prius следующие преимущества:

  • увеличение рабочего хода поршня;
  • повышение КПД;
  • уменьшение расхода топлива;
  • оптимально подходящая конструкция для работы в узком диапазоне оборотов коленчатого вала;
  • 122 лошадиных силы суммарной мощности движущей установки.

Электромотор автомобиля Тойота

В Toyota Prius имеется два электромотора: управляющий и тяговый моторы-генераторы. Оба движка питает АКБ.

Тяговый мотор-генератор обеспечивает авто запуск и первоначальный разгон. Управляющий мотор-генератор отвечает за зарядку гибридного автомобиля, а также выполняет функции стартера.

Как правило, по городу в режиме «старт/стоп» Toyota Prius перемещается исключительно за счет электрической установки.

Мощность электромотора Тойота Приус определяется следующими характеристиками:

  • 60 лошадиных сил;
  • 56 кВт;
  • 163 Н*м.

Последние модели Prius получили возможность заряжаться и от электрической розетки, что позволило сделать их еще экономичнее. Минус один – полная зарядка аккумулятора составит 6 часов, поэтому пока использование транспортного средства без участия двигателя внутреннего сгорания неудобно для поездок на дальние расстояния.

Аккумуляторная батарея

На борту Тойота Приус аккумуляторных батарей две:

1.

Вспомогательная аккумуляторная батарея автомобиля емкостью 45 А/ч.

2. Основная никель-металлгидридная высоковольтная аккумуляторная батарея емкостью 6,5 А/ч и напряжением 201,6 В, состоящая из 168 ячеек.

Особенность устройства основной аккумуляторной батареи автомобиля состоит в том, что они оснащены собственной системой охлаждения.

В свое время Тойота Приус была первопроходцем среди автомобилей гибридов. Сегодня установки типа hybrid удалось усовершенствовать так, что они стали устанавливаться и на другие более массовые модели Toyota, тем не менее Prius заслуженно входит в рейтинг лучших гибридных автомобилей . Популярность подобной схемы мотора можно объяснить ее экологичностью, экономичностью и надежностью, проверенной годами.

Автомобиль с гибридным двигателем это не новое изобретение. Первый шаг в направлении создания гибридных транспортных средств, был сделан в 1665, когда Фердинанд Verbiest, Иезуитский священник, начал работу над планами постройки простых четырех колесных транспортных средств, которые могли бы работать на пару или конной тяге.

Первые автомобили с гибридным двигателем 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.
Конечно все это были только прототипы и мелкосерийные автомобили. Однако сейчас острый недостаток нефти и экономический кризис подхлестнули разработку гибридных двигателей. А теперь давайте подробно разберемся что такое гибридный двигатель и какой от него толк? Гибридный двигатель — это система из двух двигателей -электрического и бензинового. В зависимости от режимов работы может включатся и бензиновый и электрический одновременно или по отдельности.
Этот процесс управляется мощным компьютером, который принимает решение, что щас должно работать.Так при передвижении по трассам включается бензиновый двигатель, так как аккумулятора на трассе на долго не хватит. Если автомобиль двигается в городском режиме, то тут уже используется электродвигатель, при разгоне или больших нагрузках работают оба. Пока работает бензиновый двигатель заряжается аккумулятор. Такой двигатель даже с учётом того, что в системе используется бензиновый двигатель, позволяет сократить вредные выбросы в атмосферу на 90% и при этом существенно снижается потребление бензина в городе(на трассе работает только бензиновый двигатель, поэтому там экономии нету).

Начнем с того, как автомобиль трогается с места. При начале движения и на малых скоростях задействованы только аккумуляторная батарея и электродвигатели. Энергия, запасенная в батарее, поступает в энергетический центр, который, в свою очередь, направляет ее к электромоторам, заставляющим автомобиль плавно и бесшумно тронуться с места. После набора скорости к работе подключается двигатель внутреннего сгорания, и момент на ведущие колеса поступает одновременно от электродвигателей и ДВС. При этом часть энергии ДВС поступает к генератору, и теперь уже он питает электродвигатели, а излишки своей энергии отдает аккумуляторной батарее, утратившей часть запаса энергии в начале движения. При движении в нормальном режиме автоматически используется только передний привод, во всех остальных — полный. В режиме разгона момент на колеса поступает в основном от бензинового двигателя, а электромоторы при необходимости увеличения динамики дополняют ДВС. Один из самых интересных моментов — торможение. Электронные “мозги” автомобиля сами решают, когда нужно задействовать гидравлическую тормозную систему, а когда рекуперативное торможение, отдавая предпочтение последнему. То есть в момент нажатия педали тормоза они переводят электродвигатели в “генераторный” режим работы, и те создают тормозной момент на колесах, вырабатывая электроэнергию и подпитывая через энергетический центр аккумуляторную батарею. В этом и заключается изюминка “гибрида”.

В классических автомобилях энергия торможения теряется полностью, уходя как тепло через тормозные диски и другие детали. Использование энергии торможения особенно эффективно в городских условиях, когда приходится часто тормозить на светофорах. Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM) объединяет и управляет работой всех систем активной безопасности.
Одним из первых удачных автомобилей оснащённых гибридным двигателем, который пошёл в массы стал разработанный компанией Toyota «Toyota Prius», расходующий 3,2 литра бензина на 100 км (в городе). Также компания Toyota выпустила и внедорожник с гибридным двигателем Lexus RX400h.Стоимость такого автомобиля в зависимости от комплектации колеблется от 68 до 77 тыс. долларов. Следует заметить тот факт, что первые версии Toyota Prius уступали автомобилям такого же класса и в скорости и в мощности, а вот Lexus RX400h уже не уступает своим одноклассникам ни в скорости ни в мощности.

Ведущие автомобильные концерны мира, так же обратили своё внимание на гибридные двигатели, как на решение проблемы экономии топлива и загрязнения окружающей среды. Так компания Volvo Group объявила о создании гибридного двигателя для грузовиков, тягачей, полуприцепов и автобусов. Разработчики компании рассчитывают на то, что их детище позволит получить 35% экономию топлива.
При всём при этом надо сказать, что гибридные автомобили «на Ура», пока что, пошли только в Северной Америке(Канада и США). И в Америке же всё больше на них растёт спрос, так как там до последних лет были популярны автомобили, которые потребляли много топлива, а так как топливо резко и круто начало дорожать американцы резко задумались об его экономии и как решение проблемы начали использовать именно автомобили с гибридными двигателями. В Европе к появлению гибридных двигателей отнеслись спокойно, так как там у них рулит экономный и более экологичный, чем бензиновый двигатель, старый добрый дизель. В отличии от США более 50% машин в Европе оснащены дизелями. К тому же дизельные автомобили дешевле гибридных, проще и надёжнее. Ведь всем известно, чем сложнее система, тем она менее надёжна! И вот именно из-за своей сложности и капризности, гибридных автомобилей практически нет на постсоветском пространстве. Официальные дилеры их сюда не завозят. И любой владелец такого авто у нас неминуемо столкнётся с проблемой СТО. Нет у нас СТО, которые бы занимались бы гибридными автомобилями. А уж сам такую машинку не починишь!

Гибрид модели Toyota Prius за три ее поколения успели настолько усовершенствовать, что сегодня этот силовой агрегат можно встретить и в ряде более популярных массовых моделях Toyota. Так в чем же конструктивные ноу-хау тойотовского гибрида?

Конструкция

Гибридная силовая установка Toyota Prius представляет собой последовательно-параллельную конструкцию (комбинированная), в которой крутящий момент на колеса может передаваться от двигателя внутреннего сгорания напрямую и от тягового электромотора в любых пропорциях. Для реализации работы по такой схеме в конструкцию силовой установки был внедрен, так называемый, делитель мощности. Это планетарный механизм с четырьмя шестернями-сателлитами. К наружной шестерне этого механизма подключен тяговый электродвигатель. Так же она непосредственно связана с главной передачей, которая передает крутящий момент к межколесному дифференциалу и далее на колеса. Четыре сателлита в этой конструкции подключены к двигателю внутреннего сгорания, т.е. их оси вращаются вокруг оси центральной солнечной шестерни. Последняя, в свою очередь, связана с управляющим мотор-генератором. Чтобы понять, как эта конструкция работает, следует по отдельности рассмотреть режимы ее работы.

Общий принцип работы

Начальный разгон машине обеспечивает тяговый электромотор-генератор MG2. Он вращает внешнюю шестерню планетарной передачи, через которую момент передается на колеса. Когда мощности тягового электромотора становится недостаточно, в работу вступает бензиновый двигатель. При этом он работает в самом экономичном режиме. Вращая шестерни сателлиты, приводятся в действие как наружная шестерня, так и внутренняя, солнечная, которой управляет мотор-генератор MG1. И именно от поведения MG1 зависит на сколько усилие ДВС передастся на колеса, иными словами это называется «формирование передаточного числа трансмиссии».

Так же MG1 отвечает за подзарядку батареи в любом режиме (даже стоя на месте) и за запуск двигателя, что делает систему очень гибкой, вне зависимости от режима эксплуатации. Благодаря этому инженерам Toyota удалось получить универсальную систему распределения крутящего момента, которая максимально оптимально распределяет энергию, полученную при сгорании топлива в ДВС. Эта система так же обладает уникальной механической надежностью, поскольку управление крутящим моментом происходит по проводам, минуя традиционное множество сложнейших механических и гидравлических узлов.

Делая эко-мобиль с очень умной силовой установкой инженеры Toyota серьезно подошли и к выбору двигателя внутреннего сгорания. Он, как и в целом автомобиль, разработан для максимальной экономии топлива. А так как эта характеристика напрямую зависит от коэффициента полезного действия мотора, т.е. от эффективности использования теплоты сгораемого топлива, было принято решение создавать ДВС, работающие по циклу Аткинсона. В данном моторе, в отличии от двигателей, работающих по циклу Отто, сжатие начинается не в начале хода поршня вверх, а чуть позже, поэтому часть топливо-воздушной смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Благодаря этому удается увеличить рабочий ход, чем увеличивают время использования энергии давления расширяющихся газов, т.е. повышают КПД мотора с соответствующим снижением расхода топлива. Цикл Аткинсона в гибридах более актуален по причине работы ДВС в данной конструкции в более узком диапазоне оборотов.

В последнем 4-м поколении Toyota Prius используется 1,8-литровый бензиновый двигатель, мощностью 98 л.с.. В Toyota Yaris Hybrid применен 1,5-литровый двигатель, мощностью 75 л. с., в модели Auris – 1,8-литровый 99-сильный ДВС, и в последней новинке Toyota RAV4 Hybrid использован 2,5-литровый ДВС мощностью 155 л.с. Суммарная мощность силовых установок этих гибридов составляет, соответственно, 122 л.с., 100 л.с., 136 л.с., 197 л.с.

Стоит отметить, что инженеры Toyota продолжают совершенствовать конструкцию ДВС, работающего по циклу Аткинсона. На данный момент уже выпускаются моторы с тепловым КПД (коэффициент полезного действия), который достигает 40%. Ранее этот показатель для данных моторов составлял 38 %, а для ДВС, работающих по циклу Отто – еще меньше. Более высокий коэффициент полезного действия означает более эффективное использование тепла, выделяемого при сгорании топлива. Соответственно, удельная мощность и экономичность новых гибридных агрегатов Toyota стали еще выше.

Кстати, понятие «холостого хода двигателя» у гибридов Тойота отсутствует. Если блок управления запустил мотор, это означает что: либо заряжается батарея, либо прогревается ДВС, либо обогревается салон, либо автомобиль движется.

Электромоторы

В конструкции гибридной силовой установки Toyota используется два электромотора – управляющий мотор-генератор (MG1) и тяговый мотор-генератор (MG2). Мощность тягового электромотора:

Yaris Hybrid – 45 кВт, 169 Нм;

Auris Hybrid – 60 кВт, 207 Нм;

Prius – 56 кВт, 163 Нм;

RAV4 Hybrid – 105 кВт, 270 Нм; задний электромотор – 50 кВт, 139 Нм;

Кстати, управляющий мотор-генератор в данной конструкции выполняет и функцию стартера. Это позволило исключить из конструкции ДВС классический стартер, которые в случае с ДВС, работающими по циклу Аткинсона не могут запускаться на низких оборотах (у обычных ДВС Отто – 250 об/мин). Данный агрегат для запуска нужно «раскрутить» до оборотов не менее 1000, что и делает управляющий мотор-генератор.






/

Электроника

За обеспечение работы гибридной силовой установки Toyota отвечают еще ряд систем. Это преобразователь напряжения (инвертор), 520В / 600В / 650В. В него входит бустер, инвертор преобразователь постоянного тока в постоянный ток 14 вольт (для питания бортовой сети, DC/DC) и жидкостная система охлаждения. Последняя нужна для создания наиболее благоприятных условий работы электроники. Она работает с наибольшей производительностью и наименьшими потерями при комнатной температуре (порядка 20 градусов Цельсия). Поскольку инвертор оборудован мощными каскадами транзисторов – они требуют быстрого отвода тепла. Этого же требуют и электромоторы в трансмиссии. Для этого к инвертору и трансмиссии подведена жидкостная система охлаждения, температурный диапазон которой гораздо ниже, чем нормальный температурный диапазон двигателя внутреннего сгорания.

Может ли пятиместная легковушка длиной 4,45 метра (это больше, чем у седана ВАЗ-2110), иметь расход бензина в городе (даже не дизтоплива) 2,82 литра на 100 километров без какого либо ущерба для динамических характеристик? Да, если это Toyota Prius II.

Прежде всего, нужно сделать поправку — упомянутый расход получен в испытании по японскому циклу 10-15, который по своему характеру — суть городской цикл движения — как известно, самый проблемный для машин в плане экономичности. Как говорится, внушает.

Мы уже рассказывали , что совсем недавно, выходя на рынок гибридных автомобилей, Ford решил купить соответствующую технологию у Toyota.

Понятно почему. Легковушка Toyota Prius первого поколения, выпускавшаяся с 1997 по 2003 годы, нашла немало покупателей по всему миру.

Новейший же Prius второго поколения, едва появившись, завоевал в США сразу четыре престижные награды, в том числе, стал лучшим автомобилем 2004 года в Северной Америке.

Потрясающие характеристики ему обеспечивает «гибридно-совместный привод» (Hybrid synergy drive) — система, которую вполне можно назвать гибридом в квадрате. Давайте разберёмся почему.

Toyota — не единственный производитель, серийно выпускающий гибридные автомобили (к примеру гибрид есть у Honda), а уж экспериментальные работы имеются почти у всех крупных автокомпаний.

Известны два основных типа гибридного привода — последовательный и параллельный.

В первом случае ДВС никак не соединён с колёсами — он работает на генератор, заряжающий аккумуляторы. Тяговые же электродвигатели в зависимости от режима движения получают ток либо от батарей, либо от генератора напрямую, плюс батареи, как добавка.

Во втором варианте ДВС соединён с колёсами через обычную коробку передач. И к колёсам же (неважно тем же самым или к другой оси) подсоединён электромотор, получающий питание от аккумуляторов.

Центральный дисплей наглядно показывает круговерть потоков мощности в разветвлённой системе привода Prius II (фото с сайта toyota.com).

И в том и другом случае тяговые электромоторы при торможении могут работать, как генераторы, обеспечивая возврат энергии, что и даёт выигрыш в экономичности.

Однако у Prius использована комбинация обоих типов. Вот и получается, что перед нами — гибрид гибрида. Как говорят японцы, в этом случае можно достичь очень высокой экономичности в сочетании с высокой же разгонной динамикой машины.

Прогуляемся же по основным узлам Hybrid synergy drive.

Во-первых, это ДВС. Рабочий объём 1,5 литра, 4 цилиндра, 4 клапана на цилиндр с регулируемыми фазами газораспределения, степень сжатия 13:1, мощность 76 лошадиных сил.

Мощность, заметим, не самая рекордная для такого объёма, да при такой степени сжатия.

Зато этот движок очень экономичен уже сам по себе (без учёта помощи электромотора).

Кроме того, он отвечает жесточайшим американским, ещё даже не введённым, нормам токсичности Super Ultra Low Emission Vehicle и Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicles, то есть «ультра супер низкий» уровень выхлопа и стандарт, так называемый, «частично нулевой».


Начинка гибридного авто от Toyota (иллюстрация с сайта toyota.co.jp).

Имеются и отдельный генератор, плюс батареи — никель-металлогидридные.

Из их характеристик обращает на себя внимание высокая выходная пиковая мощность в 28 лошадиных сил (специально приводим параметры электрики не в киловаттах, чтобы удобнее было сравнивать с ДВС).

Заметим, классические аккумуляторы на обычных авто при огромном пиковом токе изо всех сил «напрягаются», чтобы крутить стартёр мощностью в одну-две «лошадки».

Естественно, есть электронная система перераспределения нагрузки между всеми этими элементами во всех режимах движения.

Возможен круиз лишь на одном ДВС, одном электродвигателе или совместное их использование.

При этом даже в случае равномерного движения часть мощности ДВС идёт на генератор, в систему управления и далее на тяговый электромотор.

Казалось бы, это лишние потери на преобразовании, однако так инженеры добиваются оптимального режима работы ДВС (обороты/нагрузка), что сказывается на удельном расходе топлива.


Схема связей в «гибридно-гибридной» системе (иллюстрация с сайта toyota.co.jp).

А ещё: большой крутящий момент электромотора, который он готов выдать на любых оборотах — залог удобного и гибкого управления колоссальной тягой на ведущих колёсах.

Зарядка же аккумуляторных батарей идёт сразу с двух сторон — от ДВС и от колёс (при торможении).

Тут нужно упомянуть максимальное напряжение в этой «интеллектуальной» тяговой электросети — целых 500 Вольт.

Оно предполагает сравнительно низкие, для таких мощностей токи, а значит — более низкие потери на омический нагрев проводов по сравнению с ранее применявшимися системами (скажем, у первого Prius было «всего лишь» 274 Вольта).

Изюминка машины — делитель мощности. Это планетарная трансмиссия, центральное (солнечное) колесо которой соединено с генератором, планетарное (водило) — с ДВС, а самое внешнее кольцо — с электромотором и колёсами машины.

Эта система плавно перераспределяет потоки мощности между узлами в самых различных направлениях.

В частности, возможен старт машины на одном электродвигателе с последующим запуском ДВС в движении.

Результат работы такой сложной системы говорит сам за себя.


Последовательный и параллельный гибридные приводы (иллюстрации с сайта toyota.co.jp).

Общий КПД Prius II (так сказать, рассчитанный по полному пути энергии от бака до колёс) — 37%, против 16% у бензинового аналога (при работе в «японском» стандартном городском цикле).

Трудно найти ещё один бензиновый автомобиль, который обладает такой экономичностью при таких размерах, да ещё с запасом пиковой мощности в 104 лошадиные силы (ДВС плюс батареи).

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают .

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

  1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
  2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
  3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
  4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
  5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
  6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
  7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
  8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

  1. Высокая стоимость автомобиля.
  2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
  3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Гибридный автомобиль: победа над расходом топлива

Гибридным считается автомобиль, который в движение приводит не один, а два или несколько двигателей – бензиновый или дизельный, плюс электрический. В настоящее время наиболее распространены автомобили с бензин/электрическими двигателями, хотя в последние пару лет активно развивается производство дизель/электрических моторов для легковых автомобилей.

История

Пионером строительства гибридных автомобилей стали немцы – еще на заре ХХ века известный автомобильный конструктор Фердинанд Порше создал модель Lohner-Porsche, который первоначально был чистым электромобилем.

Lohner-Porsche

Затем Порше догадался встроить в схему трансмиссии своего электрокара два бензиновых мотора, которые снабжали энергией электродвигатели, установленные на колеса автомобиля. Часть энергии, которая не потреблялась на вращение колес, передавалась по проводам в аккумуляторные батареи, где хранилась «про запас» и расходовалась по мере надобности. Впрочем, такие автомобили не были востребованы на рынке из-за сравнительной дороговизны и сложностей с обслуживанием. На долгие годы идея серийного производства гибридных автомобилей была забыта, пока в середине 1960-х годов, когда в мире разразился бензиновый кризис, ученые снова обратили внимание на использование в качестве подспорья электрических двигателей.

Работы над созданием гибридных двигателей и трансмиссий велись в США американским ученым Виктором Воуком, который установил на модель Buick Skylark электрический мотор, работавший в паре с роторной силовой установкой от Mazda RX2. После того, как созданный Воуком прототип показал внушительные результаты топливной экономичности (расход топлива снизился до 50%), крупные автомобильные компании обратили внимание на эту технологию и стали вкладывать инвестиции в создание собственных гибридных технологий. Помимо топливной экономичности, производителей автомобилей в гибридах привлекал и низкий, по сравнению с бензиновыми и дизельными машинами, выхлоп. В США как раз стартовала массированная кампания в защиту окружающей среды, правительство разрабатывало программы поощрения производителей, ориентированных на экологически чистое производство. Часть этих программ предусматривала предоставление налоговых льгот, и автомобильные корпорации поспешили ухватиться за эту возможность снизить налоговую нагрузку на свои предприятия.

Расцвет производства серийных гибридных автомобилей пришелся на конец 1990-х — начало 2000-х годов. В 1997 году стартовало серийное производство гибридной модели Toyota Prius, которая и в настоящее время занимает лидирующие позиции по продажам как в США, так и в других странах мира.

Toyota Prius (NHW10) ’1997–2000

Еще одним гибридным автомобилем, снискавшим коммерческий успех в Соединенных Штатах, стала Honda Insight.

Honda Insight (ZE1) ’1999–2006

Довольно скоро США превратились в лидера по использованию гибридного легкового транспорта, тогда как в остальных странах, даже несмотря на налоговые льготы и другие программы поощрения, продажи машин на гибридной тяге значительно отстают от американских. Причем, в США помимо компактных автомобилей популярностью пользуются внедорожники и спортивные автомобили-гибриды.

Как это работает?

Принцип работы гибридного автомобиля заключается в том, что энергия, производимая бензиновым или дизельным двигателем, передается на электрический генератор, а оттуда – на электромоторы, которые приводят в движение колеса автомобиля. Существуют три варианта гибридного привода. Первый, последовательный, когда двигатель внутреннего сгорания соединяется с электрическим генератором автомобиля, а один или несколько электромоторов – с ведущими колесами автомобиля.

 

Второй, параллельный, когда двигатель внутреннего сгорания и электромотор передают энергию на колеса через специальный дифференциал, который, в зависимости от условий, задействует энергию бензинового (дизельного) или электрического мотора. Такой тип привода предполагает использование механической коробки передач (для большинства гибридов предусмотрен бесступенчатый вариатор), что в значительной мере удешевляет как производство такого автомобиля, так и его конечной стоимости и последующей эксплуатации.

Наконец, третьим вариантом гибридного привода является последовательно-параллельный. В этом случае двигатель внутреннего сгорания, электромотор и электрогенератор объединены между собой при помощи планетарного редуктора.

Плюсы

К преимуществам гибридного автомобиля перед бензиновыми и дизельными относят его экономичность и экологичность. Использование, особенно в городских условиях, электрической тяги способствует экономии бензина (дизеля), и, как следствие, меньшему загрязнению окружающей среды. Кроме того, на гибридных автомобилях используется система рекуперации энергии, когда при торможении энергия не расходуется попусту, а аккумулируется в батареях и используется для питания различных электроприборов в автомобиле. Еще один элемент гибридов – система Старт/Стоп, отключающая двигатель при кратковременных остановках и включающая при возобновлении движения. Сегодня эта система активно используется и на автомобилях с традиционными видами топлива. Использование мощности двигателя внутреннего сгорания и электромотора позволило сделать гибридный автомобиль более динамичным, чем его обычная версия – и это тоже является неоспоримым преимуществом такого типа машин. Поэтому довольно скоро такими силовыми установками начали оснащать спортивные автомобили и внедорожники.

Volkswagen Touareg Hybrid

Нельзя забывать и о еще одном аспекте – увеличенном пробеге гибридного автомобиля. Там, где заглохнет бензиновая или дизельная машина, «сдохнет» аккумулятор у электрокара, гибридное авто проедет и будет ехать еще не один десяток километров – до ближайшее автозаправки или «розетки» (ведь некоторые модели гибридов, такие Chevrolet Volt, можно подзаряжать от электросети).

Минусы

Есть у гибридных машин и свои недостатки, главный из которых – дороговизна. Так как гибридная технология, несмотря на длительное развитие, еще несовершенна, производство подобных двигателей и особенно их дальнейшее обслуживание представляет собой весьма недешевое удовольствие. Даже в Соединенных Штатах, где гибриды завоевали признание, соотношение их к автомобилям, работающим на традиционном топливе, все еще незначительно. Мало того, что авто с гибридным мотором дороже такой же «бензиновой» модели, так и его сервисное обслуживание сложное и потому затратное. Особенно это касается обслуживания установленных на гибридные авто аккумуляторных батарей, которые эффективно работают не во всяких климатических условиях. В странах с умеренно-холодным климатом (к которым, в частности, относится и Россия), аккумуляторные батареи разряжаются чаще, следовательно, сокращается их ресурс. Да и ремонт либо утилизация вышедшей из строя батареи – удовольствие не из дешевых.

К тому же есть и еще один негативный аспект гибридного автомобиля – средний срок его окупаемости составляет порядка пяти-шести лет, а многие российские автовладельцы привыкли менять авто раз в три-четыре года. Следовательно, покупать гибрид ради экономии на топливе в России – невыгодно.

Гибридные автомобили | КакУстроен.ру

На современном автомобильном рынке все чаще стали продаваться гибридные машины. Что обозначает данное название, пока еще мало кто знает, но оно постоянно на слуху, и услышать разговоры о таких агрегатах можно все чаще.

Данный вид автомобиля изготовлен с использованием традиционного двигателя внутреннего сгорания и дополнительного электрического двигателя. Принцип его работы довольно прост. Непосредственно под капот машины установлен бензиновый двигатель, дополнительный аккумулятор и современный электромотор. При работе бензинового двигателя активно идет процесс зарядки дополнительно установленной аккумуляторной батареи, предназначенной непосредственно для электродвигателя. Необходимо отметить, что гибридный агрегат способен работать от обычного бензинового двигателя, электрического мотора и также от одного и второго двигателя одновременно. Гибридный автомобиль, работающий только от электромотора, может преодолеть дистанцию на расстояние не более 200 километров.

Сохранение экологии и экономия финансовых средств

Узнав о принципе работы гибридного автомобиля, становится понятно, что изобретен он был для сохранения нашей хрупкой экологии, которая на сегодня, как никогда, нуждается в защите. Ведь электрический мотор безопасен, и при его использовании не выбрасываются в атмосферный воздух выхлопные газы, которые и нарушают экологическое равновесие на всей планете Земля. К тому же при происходит значительная экономия средств. Ведь проехать расстояние в 200 километров и не потратить на эту поездку бензин будет весьма выгодно и ощутимо в плане сохранения семейного бюджета. Гибридные автомобили подходящий вариант для людей, которые заботятся об окружающей среде и при этом хотят использовать личный автомобиль. На сегодня производством гибридных машин активно занимаются самые известные производители, такие как Lexus, Honda, Mitsubishi. Они уже успели добиться значительных успехов в данной области разработок и производства гибридных автомобилей. Многочисленные исследования показали, что автомобиль, работающий при помощи смешанных силовых агрегатов, способен потреблять несколько меньшее количество горючего топлива, если рассматривать цифры, приходящиеся на 100-километровую дистанцию пробега. В городских условиях такой гибрид израсходует от 3 до 7 литров топлива. Потребление горючего в основном зависит от марки автомобиля и мощности установленного в нем двигателя. Сам смысл работы гибрида заключается в использовании силовой установки, которая предназначена для экономии, кроме всего прочего также активно используется энергия, которая расходуется на процесс торможения.

Автомобили, созданные на такой основе, выбрасывают в воздух в 20 раз меньше токсичных веществ. Установленный в Гибридный автомобиль современный бортовой компьютер строго следит за режимами работы двигателя. При медленном движении в городских условиях из-за бесчисленных автомобильных пробок, компьютер автоматически отключает бензиновый двигатель и соответственно подключает электрический.

На сегодня только гибридные автомобили полностью удовлетворяют всем требования Евро-5, по которым установлены строгие нормативы автомобильных выбросов в окружающую среду. Но, к сожалению, повсеместное использование таких машин пока невозможно из-за их малого количества и высокой стоимости. В дальнейшем, конечно, планируется перейти на использование только гибридных автомобилей, а впоследствии использовать только электромобили, которые на 100 % безопасны для окружающей среды.

Как работают гибридные автомобили | HowStuffWorks

Устройство разделения мощности — сердце Toyota Prius. Это умная коробка передач, которая соединяет вместе бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель. Это позволяет машине работать как параллельный гибрид — электродвигатель может приводить машину в движение сам по себе, газовый двигатель может приводить машину в движение сам по себе, или они могут приводить машину в движение вместе. Устройство разделения мощности также позволяет автомобилю работать как гибрид серии — бензиновый двигатель может работать независимо от скорости автомобиля, заряжая аккумуляторы или подавая мощность на колеса по мере необходимости.Он также действует как бесступенчатая трансмиссия (CVT), что устраняет необходимость в механической или автоматической трансмиссии. Наконец, поскольку устройство разделения мощности позволяет генератору запускать двигатель, автомобилю не нужен стартер.

Устройство разделения мощности представляет собой планетарную передачу (ниже). Электродвигатель соединен с зубчатым венцом редуктора. Он также напрямую связан с дифференциалом, который приводит в движение колеса. Итак, какая бы скорость ни вращались электродвигатель и зубчатый венец, определяет скорость автомобиля.


Планетарная передача Prius

Генератор соединен с солнечной шестерней шестерни, а двигатель соединен с водилом планетарной передачи. Скорость зубчатого венца зависит от всех трех компонентов, поэтому все они должны постоянно работать вместе, чтобы контролировать выходную скорость.

Когда вы ускоряетесь, электродвигатель и аккумуляторы обеспечивают всю мощность. Зубчатый венец устройства разделения мощности соединен с электродвигателем, поэтому он начинает вращаться вместе с двигателем.Водило планетарной передачи, соединенное с двигателем, неподвижно, потому что двигатель не работает. Поскольку зубчатый венец вращается, планеты должны вращаться, что приводит к вращению солнечной шестерни и генератора. Когда автомобиль разгоняется, генератор вращается с той скоростью, которая необходима для того, чтобы двигатель оставался выключенным. Вы можете увидеть все это ниже:


Наблюдайте за устройством разделения мощности Prius
, когда автомобиль разгоняется от 0 до 30 миль в час.

Как только вы достигнете скорости около 40 миль/ч (64 км/ч), включится бензиновый двигатель.Генератор внезапно меняет скорость, заставляя водило планетарной передачи поворачиваться и запускать двигатель. Как только двигатель работает, он устанавливается на постоянную скорость, в то время как генератор изменяет свою скорость, чтобы согласовать выходную скорость с электродвигателем. Если вы действительно сильно ускоряетесь, двигатель будет потреблять дополнительную мощность от аккумуляторов. Как только вы достигнете скорости автомагистрали, автомобиль будет двигаться на бензине и электроэнергии, при этом все электричество будет поступать от генератора.

Как и Insight, Prius никогда не нуждается в подзарядке; бортовой генератор автоматически поддерживает надлежащий уровень заряда аккумуляторов.

И Honda, и Toyota имеют длительную гарантию на свои гибридные компоненты. Insight имеет восьмилетнюю/80 000-мильную гарантию на большую часть трансмиссии, включая аккумуляторы, а Prius имеет восьмилетнюю/100 000-мильную гарантию на аккумуляторные и гибридные системы. Двигатели и аккумуляторы в этих автомобилях обычно не требуют технического обслуживания в течение всего срока службы автомобиля (однако, если вам все же придется заменить аккумуляторы после истечения гарантии, это, вероятно, будет стоить вам несколько тысяч долларов).Двигатель не требует большего обслуживания, чем двигатель любого другого автомобиля, а поскольку оба гибрида имеют рекуперативное торможение, тормозные колодки могут даже служить немного дольше, чем в большинстве автомобилей.

Достижение гибридной мощности, безусловно, сложнее, чем использование чистой энергии бензина или чистой электроэнергии. В следующем разделе мы рассмотрим, почему гибридная технология так востребована как потребителями, так и автопроизводителями.

Как работают гибридные автомобили | HowStuffWorks

Устройство разделения мощности — сердце Toyota Prius.Это умная коробка передач, которая соединяет вместе бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель. Это позволяет машине работать как параллельный гибрид — электродвигатель может приводить машину в движение сам по себе, газовый двигатель может приводить машину в движение сам по себе, или они могут приводить машину в движение вместе. Устройство разделения мощности также позволяет автомобилю работать как гибрид серии — бензиновый двигатель может работать независимо от скорости автомобиля, заряжая аккумуляторы или подавая мощность на колеса по мере необходимости.Он также действует как бесступенчатая трансмиссия (CVT), что устраняет необходимость в механической или автоматической трансмиссии. Наконец, поскольку устройство разделения мощности позволяет генератору запускать двигатель, автомобилю не нужен стартер.

Устройство разделения мощности представляет собой планетарную передачу (ниже). Электродвигатель соединен с зубчатым венцом редуктора. Он также напрямую связан с дифференциалом, который приводит в движение колеса. Итак, какая бы скорость ни вращались электродвигатель и зубчатый венец, определяет скорость автомобиля.


Планетарная передача Prius

Генератор соединен с солнечной шестерней шестерни, а двигатель соединен с водилом планетарной передачи. Скорость зубчатого венца зависит от всех трех компонентов, поэтому все они должны постоянно работать вместе, чтобы контролировать выходную скорость.

Когда вы ускоряетесь, электродвигатель и аккумуляторы обеспечивают всю мощность. Зубчатый венец устройства разделения мощности соединен с электродвигателем, поэтому он начинает вращаться вместе с двигателем. Водило планетарной передачи, соединенное с двигателем, неподвижно, потому что двигатель не работает. Поскольку зубчатый венец вращается, планеты должны вращаться, что приводит к вращению солнечной шестерни и генератора. Когда автомобиль разгоняется, генератор вращается с той скоростью, которая необходима для того, чтобы двигатель оставался выключенным. Вы можете увидеть все это ниже:


Наблюдайте за устройством разделения мощности Prius
, когда автомобиль разгоняется от 0 до 30 миль в час.

Как только вы достигнете скорости около 40 миль/ч (64 км/ч), включится бензиновый двигатель.Генератор внезапно меняет скорость, заставляя водило планетарной передачи поворачиваться и запускать двигатель. Как только двигатель работает, он устанавливается на постоянную скорость, в то время как генератор изменяет свою скорость, чтобы согласовать выходную скорость с электродвигателем. Если вы действительно сильно ускоряетесь, двигатель будет потреблять дополнительную мощность от аккумуляторов. Как только вы достигнете скорости автомагистрали, автомобиль будет двигаться на бензине и электроэнергии, при этом все электричество будет поступать от генератора.

Как и Insight, Prius никогда не нуждается в подзарядке; бортовой генератор автоматически поддерживает надлежащий уровень заряда аккумуляторов.

И Honda, и Toyota имеют длительную гарантию на свои гибридные компоненты. Insight имеет восьмилетнюю/80 000-мильную гарантию на большую часть трансмиссии, включая аккумуляторы, а Prius имеет восьмилетнюю/100 000-мильную гарантию на аккумуляторные и гибридные системы. Двигатели и аккумуляторы в этих автомобилях обычно не требуют технического обслуживания в течение всего срока службы автомобиля (однако, если вам все же придется заменить аккумуляторы после истечения гарантии, это, вероятно, будет стоить вам несколько тысяч долларов).Двигатель не требует большего обслуживания, чем двигатель любого другого автомобиля, а поскольку оба гибрида имеют рекуперативное торможение, тормозные колодки могут даже служить немного дольше, чем в большинстве автомобилей.

Достижение гибридной мощности, безусловно, сложнее, чем использование чистой энергии бензина или чистой электроэнергии. В следующем разделе мы рассмотрим, почему гибридная технология так востребована как потребителями, так и автопроизводителями.

Как работают гибридные автомобили | HowStuffWorks

Устройство разделения мощности — сердце Toyota Prius.Это умная коробка передач, которая соединяет вместе бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель. Это позволяет машине работать как параллельный гибрид — электродвигатель может приводить машину в движение сам по себе, газовый двигатель может приводить машину в движение сам по себе, или они могут приводить машину в движение вместе. Устройство разделения мощности также позволяет автомобилю работать как гибрид серии — бензиновый двигатель может работать независимо от скорости автомобиля, заряжая аккумуляторы или подавая мощность на колеса по мере необходимости. Он также действует как бесступенчатая трансмиссия (CVT), что устраняет необходимость в механической или автоматической трансмиссии. Наконец, поскольку устройство разделения мощности позволяет генератору запускать двигатель, автомобилю не нужен стартер.

Устройство разделения мощности представляет собой планетарную передачу (ниже). Электродвигатель соединен с зубчатым венцом редуктора. Он также напрямую связан с дифференциалом, который приводит в движение колеса. Итак, какая бы скорость ни вращались электродвигатель и зубчатый венец, определяет скорость автомобиля.


Планетарная передача Prius

Генератор соединен с солнечной шестерней шестерни, а двигатель соединен с водилом планетарной передачи. Скорость зубчатого венца зависит от всех трех компонентов, поэтому все они должны постоянно работать вместе, чтобы контролировать выходную скорость.

Когда вы ускоряетесь, электродвигатель и аккумуляторы обеспечивают всю мощность. Зубчатый венец устройства разделения мощности соединен с электродвигателем, поэтому он начинает вращаться вместе с двигателем.Водило планетарной передачи, соединенное с двигателем, неподвижно, потому что двигатель не работает. Поскольку зубчатый венец вращается, планеты должны вращаться, что приводит к вращению солнечной шестерни и генератора. Когда автомобиль разгоняется, генератор вращается с той скоростью, которая необходима для того, чтобы двигатель оставался выключенным. Вы можете увидеть все это ниже:


Наблюдайте за устройством разделения мощности Prius
, когда автомобиль разгоняется от 0 до 30 миль в час.

Как только вы достигнете скорости около 40 миль/ч (64 км/ч), включится бензиновый двигатель.Генератор внезапно меняет скорость, заставляя водило планетарной передачи поворачиваться и запускать двигатель. Как только двигатель работает, он устанавливается на постоянную скорость, в то время как генератор изменяет свою скорость, чтобы согласовать выходную скорость с электродвигателем. Если вы действительно сильно ускоряетесь, двигатель будет потреблять дополнительную мощность от аккумуляторов. Как только вы достигнете скорости автомагистрали, автомобиль будет двигаться на бензине и электроэнергии, при этом все электричество будет поступать от генератора.

Как и Insight, Prius никогда не нуждается в подзарядке; бортовой генератор автоматически поддерживает надлежащий уровень заряда аккумуляторов.

И Honda, и Toyota имеют длительную гарантию на свои гибридные компоненты. Insight имеет восьмилетнюю/80 000-мильную гарантию на большую часть трансмиссии, включая аккумуляторы, а Prius имеет восьмилетнюю/100 000-мильную гарантию на аккумуляторные и гибридные системы. Двигатели и аккумуляторы в этих автомобилях обычно не требуют технического обслуживания в течение всего срока службы автомобиля (однако, если вам все же придется заменить аккумуляторы после истечения гарантии, это, вероятно, будет стоить вам несколько тысяч долларов).Двигатель не требует большего обслуживания, чем двигатель любого другого автомобиля, а поскольку оба гибрида имеют рекуперативное торможение, тормозные колодки могут даже служить немного дольше, чем в большинстве автомобилей.

Достижение гибридной мощности, безусловно, сложнее, чем использование чистой энергии бензина или чистой электроэнергии. В следующем разделе мы рассмотрим, почему гибридная технология так востребована как потребителями, так и автопроизводителями.

Вот почему сегодня в США бум гибридных автомобилей.S.

Вы, наверное, заметили, что на дорогах Соединенных Штатов появляется все больше и больше гибридных автомобилей.

Многие производители автомобилей, ориентированные на водителей из США, обратили внимание на растущую популярность гибридных автомобилей и разработали модели, отвечающие растущему спросу. Этот тип автомобилей существует уже много лет, но стал широко доступным в качестве разумного средства передвижения только около десяти лет. С тех пор, как Toyota выпустила Prius в 2000 году, популярность гибридных автомобилей среди экономных пассажиров, заботящихся об окружающей среде молодых водителей и модных футбольных мамочек резко возросла.

Вы читаете одну из наших статей «Руководство для начинающих водителей». Нужно потренироваться перед предстоящим экзаменом? Пройдите наш бесплатный образец экзамена по вождению — регистрация не требуется! ✨

Toyota Prius первого поколения стала первым в мире серийным бензиново-электрическим гибридным автомобилем (Toyota UK)

Несмотря на то, что гибридные автомобили в настоящее время довольно распространены, многие водители до сих пор не знают о технологиях, лежащих в основе этих автомобилей, и их сравнении к традиционным автомобилям с бензиновым двигателем.

Вот основные принципы работы гибридных автомобилей:

  1. 1

    Гибридные автомобили представляют собой смесь автомобилей с бензиновым двигателем, которые имеют топливный бак и двигатель внутреннего сгорания, и электромобилей, которые работают от набора батареи и электродвигатель.

  2. 2

    Гибридные автомобили сочетают в себе положительные характеристики бензиновых и электрических автомобилей. Бензиновый компонент гибрида позволяет автомобилю быстро заправляться и проезжать большое расстояние без дозаправки. Электрический компонент снижает выбросы и топливный бюджет водителя.

  3. 3

    Существует два типа конструкции гибридных автомобилей. Параллельный гибридный автомобиль имеет две отдельные системы питания, которые могут работать вместе или независимо друг от друга.Серийный гибрид использует бензиновый двигатель для вращения генератора. Генератор либо заряжает электрические батареи, либо приводит в действие электродвигатель. В обоих типах гибридных автомобилей либо бензин, либо электричество вращают трансмиссию автомобиля, что, в свою очередь, заставляет автомобиль двигаться.

  4. 4

    Многие гибридные автомобили имеют меньшие бензиновые двигатели, чем сопоставимые полностью бензиновые автомобили. Поскольку электродвигатель может создавать дополнительную мощность при ускорении или движении вверх по склону, гибридные автомобили могут обеспечивать такой же тип управляемости, как и более мощный автомобиль с двигателем с меньшим количеством цилиндров и меньшим объемом.

  5. 5

    Многие гибридные автомобили используют так называемую регенеративную энергию для зарядки аккумулятора при торможении автомобиля. Когда водитель притормаживает, срабатывает электрический генератор и начинает заряжать аккумуляторы, одновременно замедляя автомобиль.

  6. 6

    Поскольку владельцы гибридных автомобилей, как правило, заботятся об эффективности использования топлива и уменьшении выбросов углекислого газа, внешний вид многих гибридных автомобилей спроектирован таким образом, чтобы оптимизировать расход топлива.Аэродинамический дизайн кузова, специальные шины и сверхлегкие материалы — все это способствует эффективности концепции гибридного автомобиля.

Вот еще информация о подключаемых гибридах, которые сегодня чрезвычайно популярны. Узнайте, чем они отличаются от обычных гибридов и почему они более экономичны.

Если вы ищете свой первый автомобиль или автомобиль на замену и беспокоитесь об экономии топлива и окружающей среде, почему бы не рассмотреть гибрид? Владельцы гибридов имеют собственное сообщество и обычно очень любят свои уникальные автомобили. Если вы решите, что гибридный автомобиль лучше всего соответствует вашим потребностям вождения, вот список некоторых из самых популярных и доступных гибридных моделей на рынке США:

Самые доступные гибридные автомобили в США

  1. 1

    Как упоминалось ранее, Toyota Prius считается оригинальным гибридом для массового рынка. Необычный стиль кузова этого автомобиля практически не изменился за последнее десятилетие, и его легко узнать на дороге. Prius — это первое, что приходит на ум, когда речь заходит о гибридных автомобилях.Prius доступен только в гибридной форме.

    Toyota Prius C получает высшие баллы за безопасность, но не ждите быстрого ускорения (Automotive Rhythms)
  2. 2

    Hyundai Ioniq — еще один гибрид, который очень сложно превзойти. Он предлагает лучшую топливную экономичность в своем классе, а ценник выглядит чрезвычайно привлекательным. Его 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель и электродвигатель развивают общую мощность 139 лошадиных сил. В отличие от Prius, Ioniq также доступен в полностью электрической версии. Единственным потенциальным недостатком является довольно низкий прогнозируемый рейтинг надежности.

    Hyundai планирует удвоить количество экологичных предложений к 2020 году и очень серьезно относится к этому (Automotive Rhythms)
  3. 3

    Хотя Ford и Chevrolet присоединились к гибридному движению позже, чем другие производители автомобилей, теперь они предлагают несколько отличных гибридных моделей, которые быстро набирает популярность. К самым доступным гибридам Ford относятся Fusion и C-MAX. Chevrolet предлагает гибриды Malibu и Volt, оба очень успешные. В дополнение к большому пробегу, Chevy Malibu предлагает длинный список технических преимуществ, таких как 4G LTE WiFi.

    Ford C-MAX может похвастаться просторным и изысканным салоном и доступной ценой, но немного прожорливее, чем другие гибриды
  4. 4

    Два самых популярных автомобиля среднего размера в Америке, Honda Accord и Toyota Camry , были доступны в гибридной форме в течение нескольких лет. Это надежные и традиционные модели с низким расходом топлива, которые были перегружены гибридной технологией, чтобы дать водителям дополнительную эффективность и наилучшую управляемость.

    Гибрид Toyota Camry имеет солидный пробег и довольно мощный для своего класса
  5. 5

    Многие автопроизводители выпускают гибридные автомобили.Примером самых популярных роскошных гибридов являются Mercedes-Benz S-класса, гибрид Lexus GS и BMW 7 серии.

    Lexus GS 450h — ваш выбор, если вы ищете экономичный круизер класса люкс без ущерба для мощности двигателя.

    Теперь, когда вы понимаете, как работают гибриды, и познакомились с несколькими популярными моделями, вы готовы провести тест-драйв своего первого гибридного автомобиля и узнать, о чем идет речь.

    Как работают гибридные автомобили | Пример бесплатного эссе

    Outline

    В докладе рассматриваются модели эксплуатации гибридных автомобилей. Были обсуждены различные аспекты их эксплуатации с учетом преимуществ этих транспортных средств по сравнению с обычными обычными транспортными средствами.

    Мы напишем
    заказное эссе
    специально для вас

    всего за $16,05 $11/страница

    308 сертифицированных авторов онлайн

    Подробнее

    Бензин-электрический гибрид как электродвигатель и бензиновый двигатель взаимодействуют для экономии энергии.Кроме того, одним из наиболее важных обсуждаемых вопросов является способность гибридных автомобилей экономить бензин.

    Abstract

    Этот документ представляет собой отчет об исследованиях гибридных транспортных средств и того, как они работают в отношении энергии и окружающей среды. Гибридные автомобили разработаны с целью снижения расхода топлива и увеличения пробега автомобиля.

    У них маленькие двигатели, которые увеличивают расход топлива. Это связано с тем, что автомобиль с небольшим двигателем потребляет меньше бензина при ускорении или движении в гору. Помимо бензинового двигателя, гибридные двигатели также имеют электродвигатель и аккумуляторы.

    Электродвигатели, устанавливаемые на электромобили, сложны по своей природе, и благодаря использованию передовой электроники они могут работать как генератор, так и двигатель.

    С экологической точки зрения гибридные автомобили помогли сократить выбросы парниковых газов в атмосферу. Это связано с тем, что, поскольку транспортное средство использует меньше ископаемого топлива, меньше выбросов выхлопных газов, меньше углекислого газа вырабатывается в атмосфере и, следовательно, меньше разрушается озоновый слой и уменьшается глобальное потепление.

    Введение

    Гибридное транспортное средство — это автомобиль, в котором для приведения в движение используется более одного указанного источника энергии. Гибридные транспортные средства также называют гибридно-электрическими транспортными средствами, поскольку в этих типах автомобилей используется комбинация двигателя внутреннего сгорания, а также одного или нескольких электродвигателей.

    Получите
    100% оригинал статьи
    по любой теме

    всего за
    3 часа

    Подробнее

    Гибридные автомобили бывают разных видов. Некоторыми примерами форм гибридных автомобилей являются двухколесные и велосипедные транспортные средства. В этой статье обсуждается, как работают гибридные автомобили. Исследования и анализ по этому вопросу направлены на получение более глубокого понимания автомобильной промышленности и того, как можно сделать улучшения, чтобы сделать их более эффективными.

    Важно отметить, что гибридные автомобили приобрели большую популярность благодаря способности автомобиля повышать экономию топлива и в то же время увеличивать пробег.Гибридные технологии развивались на протяжении всех лет, в основном из-за экологических проблем и пробега. Экономия топлива автомобилей была улучшена за счет развития аэродинамических и более легких транспортных средств.

    Гибридная конструкция бензиново-электрического двигателя

    Конструкция бензиново-электрического двигателя состоит из бензинового двигателя, топливного бака, электродвигателя, генератора и аккумуляторных батарей. Бензиновый двигатель гибридного автомобиля такой же, как и у других обычных негибридных автомобилей. Разница заключается в факторе размера.

    Гибридные автомобили имеют двигатели меньшего размера, чем другие обычные автомобили. Важно отметить, что бензин имеет большую плотность энергии, чем батарея. По этой причине аккумуляторная батарея гибридного автомобиля намного больше, чем у обычного обычного негибридного автомобиля.

    Энергия, вырабатываемая при замедлении автомобиля, затем используется для подзарядки аккумулятора. Аккумуляторы функционируют как отсек для хранения энергии электродвигателя.Батареи также функционируют двумя способами.

    На приведенной ниже схеме показано, как работает Mercedes-Benz M-класса HyPer-. Это хороший пример гибридного автомобиля.

    Рисунок 1: Схема, показывающая, как работает Mercedes-Benz M-класса HyPer

    Характеристики гибридного автомобиля

    Гибридные автомобили были разработаны для снижения расхода топлива и увеличения пробега автомобиля. Снижение потребления топлива связано с тем, что запасы ископаемого топлива истощаются.

    Мы напишем заказных
    сочинений
    специально для вас
    !

    Получите свой первый документ с
    15% СКИДКА

    Узнать больше

    Таким образом, гибридные автомобили являются одним из вариантов, над которым работает автомобильная промышленность, наряду с автомобилями на водороде, для решения проблемы чрезмерного использования ископаемого топлива. топливная зависимость. В настоящее время Япония занимает лидирующие позиции в производстве гибридных автомобилей. Гибриды являются ключевыми винтиками в стратегии Toyota, направленной на то, чтобы стать крупнейшим и самым успешным производителем автомобилей в мире.

    Гибридный автомобиль имеет особое преимущество, заключающееся в сочетании обычного бензинового двигателя с аккумуляторными батареями и электродвигателями. Эта комбинация увеличивает пробег на целых 40%. Гибридные автомобили работают для экономии бензина таким образом, что бензиновый двигатель выключается, когда автомобиль останавливается или движется накатом (Zastrow 2010).

    Сразу же после того, как водитель нажмет на педаль акселератора, машина снова заведется. Электродвигатель приводит автомобиль в движение на малых скоростях. Это связано с тем, что на низких скоростях газовые двигатели наименее эффективны.

    Таким образом, большая часть энергии, вырабатываемой газовыми двигателями, поступает в то время, когда транспортное средство находится на шоссе на высоких скоростях. Также следует отметить, что гибридный автомобиль отличается от автомобиля с бензиновым двигателем использованием энергии. Это потому, что в гибридном автомобиле есть еще один источник энергии.

    На приведенной ниже диаграмме показана работа гибридного двигателя.

    Рисунок 2: Производительность гибридного двигателя.

    Двигатель гибридного автомобиля оснащен герметичным аккумуляторным блоком, который питает электродвигатель и автоматически подзаряжается.Важно отметить, что размер герметичной батареи является очень невыгодным для гибридного автомобиля, поскольку батарея занимает столько же места, сколько занимает шина для хранения.

    В гибридном двигателе тепловая энергия, вырабатываемая при включении тормозов, улавливается и используется для подзарядки аккумуляторной батареи. Рекуперативное торможение является важной особенностью, характерной исключительно для гибридных автомобилей. Это делает автомобиль идеальным для движения с частыми остановками. В дополнение к вышеперечисленным функциям гибриды имеют другие функции, связанные с уменьшением лобового сопротивления и снижением веса (Zastrow 2010).

    Преимущества гибридного автомобиля

    Важно отметить, что расход топлива в гибридных автомобилях значительно снижен. Это связано с тем, что газ используется для обеспечения энергии в то время, когда транспортное средство движется на высоких скоростях. Эффективность газа обычно высока на высоких скоростях.

    Нужна
    100% оригинальная статья
    написанная с нуля

    профессионалом
    специально для вас?

    308 сертифицированных авторов онлайн

    Узнать больше

    Электродвигатели отвечают за выработку энергии при движении автомобиля на низкой скорости. Кроме того, двигатели гибридного транспортного средства предлагают возможность снижения недостаточных моментов силы на низких оборотах. Это связано с тем, что машины, работающие от электричества, могут создавать высокие пиковые моменты силы на низких скоростях. Таким образом, экономится энергия, поскольку газ наименее эффективен при очень низких скоростях (Леон, 2008 г.).

    По этим причинам выброс выхлопных газов значительно снижается, что увеличивает пробег автомобиля. Прямые выгоды от снижения потребления газа также связаны с окружающей средой.Это связано с тем, что, поскольку транспортное средство использует меньше ископаемого топлива, меньше выбросов выхлопных газов, меньше углекислого газа вырабатывается в атмосфере и, следовательно, меньше разрушается озоновый слой и уменьшается глобальное потепление.

    Оксид углерода, который также является опасным газом, особенно при вдыхании, также образуется в результате сжигания ископаемого топлива. Однако в гибридных автомобилях выбросы этого опасного газа значительно снижены (Nice & Layton 2011). Пробег на одной зарядке был уменьшен за счет снижения веса.Снижение веса произошло за счет упрощения шасси и использования алюминия для кузовов.

    Также было выполнено устранение сопротивления от присутствия грязи и песка в рабочих частях путем обеспечения улучшенной защиты. Более тщательное использование аккумуляторного оборудования также помогло увеличить пробег на одном заряде, а также сократить эксплуатационные расходы владельца (Anderson & Anderson 2010).

    Также стоит отметить, что маленькие двигатели лучше больших по следующим причинам.Первая причина заключается в том, что автомобиль с небольшим двигателем потребляет меньше бензина при разгоне или движении в гору. Это связано с тем, что автомобиль легче. Большие двигатели делают транспортное средство тяжелым, поэтому при ускорении или движении в гору расходуется много энергии.

    Во-вторых, вес поршня в большом двигателе также требует дополнительной энергии, так как он перемещается вверх и вниз по цилиндру. Эта энергия поставляется бензином. Третья причина заключается в том, что в меньшем двигателе меньше рабочий объем цилиндров.

    Это означает, что на каждый цилиндр требуется меньше топлива. И последнее, но не менее важное: поскольку большие двигатели имеют больше цилиндров, количество используемого топлива также увеличивается, поскольку каждый цилиндр использует топливо, пока двигатель зажигается. Приведенных выше причин достаточно, чтобы убедить любого в том, что небольшие двигатели в гибридном автомобиле обеспечивают более эффективное использование энергии.

    Повышение топливной экономичности

    Как уже говорилось ранее, одной из причин того, почему гибридные автомобили потребляют меньше энергии, является то, что они имеют меньший двигатель.Есть и другие причины, по которым гибридные автомобили экономят энергию. Гибридные автомобили обычно восстанавливают энергию и хранят ее в аккумуляторе. Источником этой рекуперированной энергии является главным образом тепло, выделяющееся при разрушении.

    Рекуперативное торможение достигается в гибридном транспортном средстве за счет того, что электродвигатель также может замедлять автомобиль. Еще один трюк энергосбережения, который используют гибридные автомобили, заключается в том, что они иногда выключают двигатель. Это стало возможным благодаря альтернативному источнику питания гибридного автомобиля, то есть электродвигателю и аккумуляторам.Таким образом экономится много энергии.

    Аэродинамическое сопротивление — это сила, с которой сталкивается автомобиль при движении по автостраде. Таким образом, большая часть работы двигателя заключается в том, чтобы толкать автомобиль по воздуху. В результате возникает аэродинамическое сопротивление, и для его уменьшения важно обеспечить уменьшение лобовой площади автомобиля. Другой пример снижения аэродинамического сопротивления — накрытие колесных арок.

    Благодаря чехлам теперь можно ощутить плавность хода.Это помогает уменьшить сопротивление. Кроме того, небольшие камеры вполне можно использовать в качестве замены зеркалам, при этом лобовое сопротивление еще больше снижается. Гибридные автомобили также снизили расход топлива за счет использования шин с низким сопротивлением качению. Поскольку шины, как правило, накачаны и жестче, следовательно, они также, скорее всего, будут иметь более высокое давление.

    В результате шины снижают количество наркоза на 50%. Для изготовления гибридного автомобиля также использовались легкие материалы.Уменьшение веса приводит к увеличению пробега автомобиля. Это связано с тем, что легковой автомобиль использует меньше энергии, чем тяжелый автомобиль при ускорении.

    Заключение

    Гибридное транспортное средство — это автомобиль, в котором для приведения в движение используется более одного определенного источника энергии. Гибридные транспортные средства также называют гибридно-электрическими транспортными средствами, поскольку в этих типах автомобилей используется комбинация двигателя внутреннего сгорания, а также одного или нескольких электродвигателей.

    С точки зрения конструкции бензиново-электрический двигатель включает в себя топливный бак, бензиновый двигатель, генератор, батареи и электродвигатель. Бензиновый двигатель гибридного автомобиля такой же, как и у других обычных негибридных автомобилей. Разница заключается в факторе размера. Комбинация электродвигателей и аккумуляторов увеличивает пробег электромобилей на целых 40%.

    Гибридные автомобили работают для экономии бензина таким образом, что газовый двигатель отключается, когда автомобиль останавливается или движется накатом. Сразу же водитель нажимает на педаль акселератора, машина снова заводится. Основные преимущества гибридных автомобилей связаны с расходом топлива и пробегом.

    Кроме того, двигатели гибридных транспортных средств дают возможность уменьшить недостаточные моменты силы на низких оборотах. Это связано с тем, что машины, работающие от электричества, могут создавать высокие пиковые моменты силы на низких скоростях. Таким образом, экономится энергия, поскольку газ наименее эффективен при очень низких скоростях.

    Список литературы

    Андерсон, К. и Андерсон, Дж., 2010, Электрические и гибридные автомобили. Эд. 2. Джефферсон: McFarland & Company, Inc., Publishers.

    Cartype Inc., 2011 г.Энергия, Южная Корея. [Онлайн].

    Леон А., 2008 г., Водородная технология: мобильные и портативные приложения. Берлин: Springer-Verlag.

    Найс, К., и Лейтон, Дж., 2011. Как работают гибридные автомобили. [Онлайн].

    Zastrow, C., 2010, Введение в социальную работу и социальное обеспечение: расширение прав и возможностей людей. Бельмонт: Линда Шрайбер.

    Как работают гибридные автомобили?

    Если вы рассматриваете электромобиль для своего нового автомобиля, ориентироваться в множестве различных типов электромобилей, доступных сегодня на рынке, может быть сложно.Гибридный автомобиль или гибридно-электрический автомобиль — это автомобиль, который использует как электричество, так и газовый двигатель внутреннего сгорания в качестве топлива.

    В то время как полностью электрические автомобили продолжают набирать популярность, гибридные автомобили по-прежнему широко популярны. В 2020 году было продано почти 450 000 гибридных автомобилей. Автомобили с гибридным электродвигателем обеспечивают потрясающую экономию топлива и гораздо более низкий уровень выбросов, чем традиционные автомобили, работающие на газе, и являются доказательством того, что дни бензиновых двигателей быстро подходят к концу.

    Вопреки распространенному мнению, гибридная технология в автомобилестроении существует уже более века, хотя историкам было трудно определить, когда именно была разработана первая из них. Известно, что Фердинанд Порше, основатель уважаемой компании по производству спортивных автомобилей, еще в 1898 году продемонстрировал автомобиль с электрическим и газовым двигателями. 

    Читайте дальше, чтобы узнать больше о доступных типах гибридных автомобилей и некоторые подробности о том, как работают гибридные автомобили.

    Гибридные автомобили Электромобили ?

    Да. Гибридные автомобили представляют собой сочетание электромобиля и автомобиля, работающего на газе, в одном. Однако существует три основных типа гибридных автомобилей, каждый из которых работает по-своему. Три основных типа гибридных автомобилей — это полногибридные автомобили, подключаемые гибридные автомобили и мягкие гибридные автомобили.

    Как Гибридные автомобили Работа

    Гибридные автомобили представляют собой сочетание электромобиля и автомобиля, работающего на газе, в одном.Однако существует три основных типа гибридных автомобилей, каждый из которых работает по-своему. Три основных типа гибридных автомобилей: полногибридные автомобили, подключаемые гибридные автомобили и мягкие гибридные автомобили.

    Полностью гибридные автомобили

    Полногибридные автомобили могут работать исключительно на электричестве, на газовом двигателе или на их комбинации. Наиболее известным примером полностью гибридного автомобиля является Toyota Prius.

    Полногибридные автомобили не нужно подключать к сети для подзарядки аккумуляторной батареи. Аккумулятор полностью гибридных автомобилей заряжается от работы бензинового двигателя автомобиля.

    Toyota Prius улавливает кинетическую энергию и возвращает ее в бортовую батарею для последующего использования в процессе, известном как рекуперативное торможение.

    Мягкие гибридные автомобили

    В автомобилях с мягким гибридом используется постоянная комбинация электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Одна важная вещь, которая отличает мягкие гибридные автомобили от полных гибридов, заключается в том, что их гибридная трансмиссия работает постоянно.Автомобили с мягким гибридом не предоставляют водителям возможности переключаться между электричеством и газом. Таким образом, их топливная экономичность не так высока, как у полногибридных автомобилей.

    Тем не менее, мягкие гибриды по-прежнему обеспечивают лучшую экономию топлива, чем автомобили, работающие только на газе. Хотя автомобили с мягким гибридом не могут переключаться между источниками энергии, их аккумуляторные электродвигатели перезаряжаются посредством рекуперативного торможения, как и в автомобилях с полным гибридом. Популярным примером автомобиля с мягким гибридом является Honda Accord Hybrid.

    Подключаемые гибридные автомобили

    Подключаемые гибридные автомобили, также известные как PHEV, сочетают в себе бензиновый двигатель с аккумуляторной батареей. Как и в полногибридных автомобилях, водители могут менять источник топлива, который они используют, в зависимости от таких факторов, как продолжительность поездки, район вождения (город или шоссе) и уровень заряда аккумулятора.

    PHEV должны быть подключены к источнику электроэнергии, чтобы их аккумулятор можно было перезарядить. Для покупки подключаемого автомобиля требуется доступ к зарядной станции.Самым продаваемым подключаемым гибридом в США по состоянию на 2020 год является Jeep Wrangler 4xe.

    Преимущества вождения гибридного автомобиля

    Вождение гибридного автомобиля имеет много преимуществ. От заботы об окружающей среде до дополнительных денег в кошельке — есть много причин, по которым водители все чаще предпочитают их традиционным автомобилям, работающим на газе.

    Лучшая экономия топлива

    Учитывая, что их расход топлива значительно ниже, неудивительно, что традиционные автомобили, работающие на газе, не могут конкурировать с гибридами в плане экономии топлива.По данным Министерства энергетики США, гибридный автомобиль Toyota Prius 2022 года предлагает 56 миль на галлон в смешанном цикле. Honda Accord с бензиновым двигателем расходует всего 33 мили на галлон.

    Кроме того, годовая стоимость топлива для Toyota Prius 2022 года оценивается в 900 долларов. Годовая стоимость топлива Honda Accord 2022 года с бензиновым двигателем почти вдвое выше и составляет 1550 долларов.

    Нижний Выбросы

    Согласно недавнему отчету The New York Times, гибридные и подключаемые гибридные автомобили стоят примерно столько же, сколько традиционные автомобили с газовым двигателем, но имеют вдвое меньше выбросов.

    Транспорт является крупнейшим источником вредных выбросов парниковых газов в США, и ученые всего мира неоднократно заявляли, что повсеместная адаптация электромобилей станет одним из лучших инструментов борьбы с вредными выбросами парниковых газов.

    Государственные и федеральные программы Поощрительные программы

    Гибридный автомобиль может стоить на 20% дороже, чем аналогичные автомобили с обычным бензиновым двигателем.Но благодаря широкому спектру государственных и федеральных программ налоговых льгот для покупки гибридных автомобилей выбор гибрида в качестве нового автомобиля может в конечном итоге обеспечить значительную экономию по сравнению с выбором автомобиля с газовым двигателем.

    Федеральное правительство предлагает льготу по подоходному налогу в размере до 7500 долларов США для всех подключаемых гибридов, приобретенных новыми в 2010 году или позже. Сумма льготы зависит от того, насколько автомобиль использует свою бортовую батарею. Водители, купившие подержанный гибридный автомобиль, не имеют права на этот кредит.

    В Министерстве энергетики США размещена база данных, в которой описаны государственные программы стимулирования покупки электрического или гибридного транспортного средства.

    На что обратить внимание перед покупкой гибридного автомобиля

    Есть несколько моментов, о которых важно помнить при выборе гибридного автомобиля. С точки зрения производительности, гибридным автомобилям, как правило, не хватает мгновенного ускорения и максимальной скорости их полностью электрических и бензиновых аналогов.

    Почти все гибридные автомобили предназначены для поездок на дальние расстояния на низких скоростях, поэтому, если вы ищете автомобиль, который лучше подходит для обгона, гибридный автомобиль может вам не подойти.

    Независимо от того, какой тип нового автомобиля вы рассматриваете, ваши привычки вождения всегда должны быть в центре внимания, прежде чем вы начнете исследовать или посетить дилерский центр. Если вы склонны ездить только на короткие расстояния, гибридный автомобиль может быть не лучшим вариантом.

    Если вы много ездите по работе или часто навещаете родственников, которые живут далеко, гибридный автомобиль — отличный вариант для экономии на топливе. Что остается верным, так это то, что независимо от того, покупаете ли вы новый гибридный автомобиль или подержанный, экономия топлива будет значительной, независимо от того, как далеко или часто вы путешествуете.

    Сравните котировки автострахования

    Что такое гибридный автомобиль и как он работает?

    За последние несколько десятилетий многие инновационные альтернативы традиционному двигателю внутреннего сгорания были разработаны в целях сокращения выбросов углекислого газа автомобилями и устранения надвигающейся угрозы изменения климата. Одно из таких нововведений, гибридный двигатель, когда-то был нишевой новинкой на автомобильном рынке, которая, как известно, использовалась в новаторской Toyota Prius на рубеже веков, привлекая первых приверженцев экологически чистого образа жизни.

    С тех пор технология прошла долгий путь, и движение за экологичность стало гораздо более массовым. Гибриды повсюду, и большинство автопроизводителей отдают предпочтение экономичным и экологически чистым автомобилям. Но что такое гибридный автомобиль?

    Гибридные автомобили задуманы как идеальное сочетание большого количества бензиновых и дизельных двигателей и экологичности электродвигателя. Поскольку к 2030 году новыми будут продаваться только электромобили, гибриды теперь являются разумным вариантом на текущем переходном этапе, в то время как инфраструктуре полного электромобиля все еще требуется время для развития.

    Гибрид обеспечивает улучшенную топливную экономичность благодаря двигателю, который дополняется электродвигателем, который компенсирует часть холостого хода, что приводит к большей экономии топлива и снижению выбросов выхлопных газов – преимущество, которое вы оцените с ростом цен на топливо в Великобритании.

    Существует три разных типа гибридных автомобилей; но в чем разница между подключаемым гибридом (PHEV), самозаряжающимся гибридом и мягким гибридом? Вот все, что вам нужно знать.

    Эти гибридные автомобили предназначены для снижения воздействия автомобилей на окружающую среду, но их расход топлива и выбросы выхлопных газов могут значительно различаться в зависимости от стиля вождения. В случае подключаемых гибридов жизненно важно, чтобы их регулярно заряжали, чтобы вы могли использовать их заряд батареи, иначе вы будете таскать лишний вес всех батарей, не получая при этом никакой экономической выгоды. в этом случае вы можете обнаружить, что ваша экономия топлива хуже, чем у эквивалентной негибридной модели.

    Затем вы принимаете во внимание их цену, гибридные автомобили дороже по сравнению с бензиновыми или дизельными аналогами, что, как правило, означает, что любая экономия, которую вы можете сделать на счетах за топливо и дорожный налог, скорее всего, будет аннулирована дополнительными расходами. из машины.Подключаемые гибриды являются самыми дорогими, в то время как мягкие гибриды стоят лишь незначительно больше, чем стандартные бензиновые или дизельные альтернативы. Эта разница в цене со временем уменьшилась.

    Но есть и плюс. Включение электродвигателей может обеспечить довольно захватывающее ускорение. Мгновенная подача электричества намного интереснее, чем то, что вы получаете с обычным бензиновым двигателем. Некоторые производители спортивных автомобилей воспользовались этим, чтобы добиться поистине молниеносных характеристик своих последних моделей.

    Читайте дальше, чтобы узнать больше о гибридных автомобилях, подробностях о том, как работает технология, как добиться от них максимальной производительности, а также о некоторых выгодных предложениях на гибридные автомобили, доступных прямо сейчас на BuyaCar.

    Гибридные автомобили: плюсы и минусы
    Prov

    ✔ Улучшенная экономия топлива
    ✔ Обычно надежный
    ✔ Низкие выбросы снижения затрат
    ✔ Замок зарядки
    ✔ Мгновенное ускорение

    долл. США

    ✘ Они могут быть дорогими
    ✘ Плохая экономия топлива при дальних поездках
    ✘ Больший вес влияет на прохождение поворотов
    ✘ Подключение PHEV может быть проблемой
    ✘ Включено в 2035 запрет на использование бензина и дизельного топлива

    Как работают гибридные автомобили?

    Обычный гибридный автомобиль может использовать энергию, которая обычно теряется при торможении, для подзарядки аккумулятора. Это фактически «бесплатная» энергия, которую можно использовать для питания электродвигателя, который используется для привода автомобиля, уменьшая количество требуемого топлива.

    Большинство самозаряжающихся гибридов и все подключаемые гибриды могут двигаться на низких скоростях на короткие расстояния, используя только мощность двигателя. Когда требуется больше скорости или батарея разряжается, бензиновый или дизельный двигатель автоматически запускается, как правило, незаметно.

    Но гибридная система наиболее полезна при ускорении. Это когда бензиновый или дизельный автомобиль обычно потребляет больше всего топлива, потому что вы увеличиваете обороты двигателя сильнее.Гибридные автомобили не нужно так сильно разгонять, потому что электродвигатель может работать одновременно с двигателем, увеличивая мощность без использования большего количества топлива.

    Двигатель обычно используется для поддержания постоянной скорости автомобиля, когда он работает наиболее эффективно. Он также может заряжать аккумулятор в то же время. Программное обеспечение автомобиля сработает, когда это можно будет сделать без использования большого количества дополнительного топлива.

    Подержанные гибридные автомобили

    В продаже имеется огромное количество автомобилей, в которых используется какая-либо гибридная технология, будь то мягкий гибрид, самозаряжающийся гибрид или подключаемый гибрид.Итак, хорошая новость заключается в том, что у вас есть большой выбор, если вы хотите сократить свой углеродный след. Рынок гибридных автомобилей стал настолько всеобъемлющим и разнообразным, что вполне вероятно, что вы сможете найти гибридную версию своего любимого автомобиля или, по крайней мере, автомобиль, который идеально подойдет для ваших нужд.

    Мягкие гибридные автомобили
    Самозаряжающиеся гибридные автомобили
    Подключаемые гибридные автомобили

    Стоит ли покупать гибрид?

    Чем более разочаровывающими и перегруженными являются ваши диски, тем больше вероятность того, что гибрид сэкономит вам деньги. Гибриды чувствуют себя как дома среди пробок и светофоров, потому что вы часто тормозите, заряжаете аккумуляторы и регулярно ускоряетесь — именно тогда электродвигатель наиболее эффективен. Не случайно водители городских такси отдают предпочтение Toyota Prius.

    Большинство гибридов также имеют бензиновые двигатели, что должно означать, что они избегают любых будущих налогов на дизельное топливо, которые вводятся в попытке улучшить качество воздуха. Однако некоторые производители предпочитают дизель из-за его превосходной тяговой мощности и повышенной эффективности на больших расстояниях, например, Mercedes с GLC 300de, который представляет собой дизельный гибрид с подключаемым модулем.

    Гибридные автомобили имеют низкий рейтинг выбросов углекислого газа, но они не могут сравниться с подключаемыми гибридами. Из-за того, как проводятся официальные тесты, подключаемые гибридные автомобили оцениваются как чрезвычайно эффективные, что часто ставит их в самый низкий налоговый диапазон служебных автомобилей, что предлагает значительную экономию для бизнес-пользователей.

    Они могут экономить на топливе и в реальном мире. Если вы обычно проезжаете менее 15 миль в день и можете заряжать машину с любой стороны, то ваш подключаемый гибрид, скорее всего, будет потреблять мало топлива или вообще не потреблять его.

    Но чем дольше вы едете, тем ближе ваша экономия топлива будет к негибридному автомобилю. Во многих случаях может быть хуже, особенно с большими бензиновыми внедорожниками, такими как Volvo XC90 T8. Когда аккумулятор разряжен, его двигатель менее эффективен, чем дизельный вариант.

    Каковы недостатки гибрида?

    Гибридные автомобили, особенно версии с подключаемым модулем, обычно дороже негибридных. Экономия топлива и более низкие налоги могут с лихвой компенсировать разницу, но только если вы едете достаточно далеко в правильных условиях.

    Вес тоже имеет значение. Аккумуляторы и двигатель, используемые в гибридах, заметно увеличивают вес, особенно для подключаемых к сети автомобилей с батареями гораздо большего размера. Это может означать, что они менее эффективны, чем негибриды, при длительных поездках на постоянной скорости, потому что они тянут больше веса, но не получают выгоды от гибридной эффективности, потому что торможение не требуется.

    Несмотря на то, что есть еще кое-что, что может пойти не так — и вопросы о надежности гибридных батарей, которые перезаряжаются и разряжаются несколько раз за поездку — гибриды считаются довольно надежными.

    Самый популярный гибрид Toyota Prius занял 16-е место среди самых надежных автомобилей из 150 в последнем опросе удовлетворенности клиентов Auto Express Driver Power. Он поставляется с пятилетней гарантией, ограниченной первыми 100 000 миль, что дольше, чем в среднем.

    Гибридные режимы вождения

    Обычно в гибридном автомобиле вам предлагается выбор режимов вождения, которые помогают повысить эффективность или мощность. Значение по умолчанию обычно известно как «гибридный режим». На многих гибридах для этого нет кнопки: это режим по умолчанию, в котором автомобиль находится при запуске.

    EV (электромобиль) или режим Pure заставит автомобиль двигаться только на электроэнергии. Возможно, вам захочется ездить по городу тихо и без вредных выбросов, а может быть, вы захотите уехать рано утром, не разбудив соседей. Этот режим наиболее полезен в гибридных автомобилях с подключаемым модулем, так как его можно использовать на расстоянии нескольких миль и на довольно высоких скоростях. В стандартном гибриде, который нельзя подключить к розетке, двигатель автомобиля запустится автоматически, если батарея разрядится (что не займет много времени) или если вы едете намного быстрее, чем 30 миль в час.В некоторых случаях этот порог скорости даже ниже.

    Режим повышенной мощности фокусируется не столько на эффективности, сколько на обеспечении максимальной производительности при нажатии на акселератор. Двигатель и электродвигатель работают вместе, чтобы дать автомобилю как можно больше мощности, и двигатель редко выключается.

    Некоторые гибриды, в том числе Toyota, имеют режим Eco, который ограничивает производительность для повышения экономии топлива.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.