Како работи хибриден мотор, добрите и лошите страни на економичен мотор
содржина
Појавата на хибридни возила стана принудна мерка на производителите на автомобили при преминот од мотори со внатрешно согорување (ICE) на јаглеводородни горива до почисти електрани. Технологијата сè уште не дозволила создавање на полноправен електричен автомобил, автомобил со горивни ќелии или било кој друг од големата листа на теоретски можни насоки за развој на автономен транспорт, а потребата веќе е созреана.
Владите почнаа силно да ја запираат автомобилската индустрија со еколошки барања, а потрошувачите сакаа да видат квалитативен чекор напред, а не уште едно микроскопско подобрување на моторот познат повеќе од еден век на еден од производите за рафинирање нафта.
Кој автомобил се нарекува „хибриден“
Моќната единица на средната фаза започна да биде комбинација на веќе докажан дизајн на мотор со внатрешно согорување и еден или повеќе електрични мотори.
Електричниот дел од влечната единица се напојува со генератори механички поврзани со бензински или дизел мотор, батерии и систем за обновување кој ја враќа енергијата ослободена при сопирање на возилото на погонот.
Сите бројни шеми за практично спроведување на идејата се нарекуваат хибриди.
Понекогаш производителите ги доведуваат во заблуда клиентите повикувајќи се на хибридни системи каде што електричниот погон се користи само за стартување на главниот мотор во режимот старт-стоп.
Бидејќи нема врска помеѓу електричните мотори и тркалата и можноста за возење на електрична влечна сила, не е точно таквите автомобили да се припишуваат на хибридни.
Принципот на работа на хибридни мотори
Со сета разновидност на дизајни, таквите машини имаат заеднички карактеристики. Но, разликите се толку големи од технички аспект што всушност станува збор за различни автомобили со свои предности и недостатоци.
Уред
Секој хибрид вклучува:
- мотор со внатрешно согорување со неговиот менувач, вградена нисконапонска мрежа за напојување и резервоар за гориво;
- влечни мотори;
- батерии за складирање, најчесто доста високонапонски, кои се состојат од батерии поврзани во серија и паралелно;
- жици за напојување со високонапонско префрлување;
- електронски контролни единици и вградени компјутери.
Обезбедувањето на сите начини на работа на интегрираниот механички и електричен менувач обично се случува автоматски, само општата контрола на сообраќајот му е доверена на возачот.
Шеми на работа
Можно е да се поврзат електричните и механичките компоненти едни со други на различни начини, со текот на времето се издвоија добро воспоставените специфични, често користени шеми.
Ова не важи за подоцнежната класификација на погонот според специфичното учество на електричната влечна сила во целокупниот енергетски биланс.
конзистентна
Првата шема, најлогична, но сега малку користена во автомобилите.
Неговата главна задача беше да работи во тешка опрема, каде што компактните електрични компоненти успешно го заменија обемниот механички менувач, кој исто така е многу тешко да се контролира. Моторот, обично дизел мотор, е натоварен исклучиво на електричен генератор и не е директно поврзан со тркалата.
Струјата што ја создава генераторот може да се користи за полнење на влечната батерија, а таму каде што не е обезбедена се испраќа директно до електричните мотори.
Може да има еден или повеќе од нив, до поставување на секое тркало на автомобилот според принципот на таканаречените моторни тркала. Количината на потисок се регулира со енергетската електрична единица, а моторот со внатрешно согорување може постојано да работи во најоптималниот режим.
Паралелно
Оваа шема сега е најчеста. Во него, електричниот мотор и моторот со внатрешно согорување работат за заеднички менувач, а електрониката го регулира оптималниот сооднос на потрошувачката на енергија од секој од погоните. Двата мотори се поврзани со тркалата.
Режимот за обновување е поддржан кога, за време на сопирањето, електричниот мотор се претвора во генератор и ја полни батеријата за складирање. Веќе некое време, автомобилот може да се движи само на полнење, главниот мотор со внатрешно согорување е придушен.
Во некои случаи, се користи батерија со значителен капацитет, опремена со можност за надворешно полнење од домашна AC мрежа или специјализирана станица за полнење.
Во принцип, улогата на батериите овде е мала. Но, нивното префрлување е поедноставено, овде не се потребни опасните високонапонски кола, а масата на батеријата е многу помала од онаа на електричните возила.
измешани
Како резултат на развојот на технологијата за електричен погон и капацитетот за складирање, улогата на електричните мотори во создавањето напорен напор е зголемена, што доведе до појава на најнапредните сериско-паралелни системи.
Овде, тргнувањето од место и движењето со мали брзини се изведуваат со електрична влечна сила, а моторот со внатрешно согорување се поврзува само кога е потребна голема моќност и кога батериите се потрошени.
Двата мотора можат да работат во режим на возење, а добро осмислената електронска единица избира каде и како да ги насочува тековите на енергија. Возачот може да го следи ова на графичкиот информативен екран.
Се користи дополнителен генератор, како во сериско коло, кој може да снабдува енергија со електричните мотори или да наполни батерија. Енергијата на сопирање се враќа преку задниот дел на влечниот мотор.
Така се наредени многу модерни хибриди, особено еден од првите и добро познати - Toyota Prius
Како функционира хибриден мотор на примерот на Toyota Prius
Овој автомобил сега е во својата трета генерација и достигна одреден степен на совршенство, иако конкурентните хибриди продолжуваат да ја зголемуваат сложеноста и ефикасноста на дизајнот.
Основата на погонот овде е принципот на синергија, според кој мотор со внатрешно согорување и електромотор можат да учествуваат во која било комбинација во создавањето вртежен момент на тркалата. Паралелизмот на нивната работа обезбедува комплексен механизам од планетарен тип, каде што тековите на моќноста се мешаат и се пренесуваат преку диференцијалот до погонските тркала.
Поаѓањето и забрзувањето се врши со електричен мотор. Ако електрониката утврди дека нејзините способности не се доволни, се приклучува економичен бензински мотор што работи на циклусот Аткинсон.
Во конвенционалните автомобили со мотори Ото, таков термички циклус не може да се користи поради минливи услови. Но, тука тие се обезбедени од електричен мотор.
Режимот на мирување е исклучен, ако Toyota Prius автоматски го стартува моторот со внатрешно согорување, тогаш веднаш се најде работа за него, за да помогне во забрзувањето, полнењето на батеријата или обезбедувањето климатизација.
Постојано има оптоварување и работи со оптимална брзина, ја минимизира потрошувачката на бензин, наоѓајќи се на најповолната точка од неговата надворешна карактеристика на брзина.
Не постои традиционален стартер, бидејќи таков мотор може да се запали само со вртење до значителна брзина, што го прави реверзибилниот генератор.
Батериите имаат различни капацитети и напони, во најкомплексната верзија на PHV на полнење, тие се веќе доста вообичаени за електрични возила 350 волти на 25 Ah.
Предности и недостатоци на хибридите
Како и секој компромис, хибридите се инфериорни во однос на чисто електричните возила и вообичаените класични возила со масло.
Но, во исто време тие даваат добивка во голем број својства, за некој што се однесува како главни:
- поедноставување на средствата што се користат за борба против штетните емисии на моторите со внатрешно согорување;
- постигнување одредена економичност на горивото, без оглед на тоа што е спорно;
- можноста за движење на чисто електрично влечење каде што е забранета употребата на мотори со внатрешно согорување;
- прилично едноставно зголемување на декларираниот капацитет;
- неможноста, за разлика од електричниот автомобил, да остане без енергија далеку од електричната мрежа.
Сите недостатоци се поврзани со компликацијата на технологијата:
- потребата од компетентен персонал специјално обучен за работа со хибриди;
- зголемување на масата на возилото, кое исто така троши гориво;
- повисока цена на автомобилот;
- загуба на електрични возила поради зачувување на моторот со внатрешно согорување и се што е поврзано со него;
- сè уште недоволно развиени технологии и недостаток на унифициран пристап кон дизајнот;
- слаба еколошка пријатност во производството на батерии и нивното отстранување.
Можно е производството на хибриди да продолжи и по целосното исчезнување на класичните автомобили.
Но, тоа ќе се случи само доколку се создаде единствен компактен, економичен и добро контролиран мотор со јаглеводород гориво, кој ќе биде добар додаток на електричниот автомобил на иднината, значително зголемувајќи ја неговата се уште недоволна автономија.
