Устройство

Эксплуатация

Ремонт

Приём звонков:
Пн. - Пт.
10:00 - 18:00

Автомобили - "гибриды"

Extended Range Electric Vehicle

Сегодня у автовладельца может возникнуть желание использовать несколько совершенно различных источников энергии для приведения в движение своего индвивидуального транспортного средства. Чаще всего сегодня встречаются так называемые Hybrid (от латинского hybrida, hibrida — "помесь"): автомобили с силовой установкой смешанного типа, позволяющие оптимально расходовать бензин или заряд аккумуляторной батареи в зависимости от текущего режима движения.


Виды и типы гибридов - транспортных средств с силовой установкой смешанного типа:

пункт Последовательный (Extended Range Electric Vehicle)

пункт Параллельный (Mild Hybrid)

пункт Последовательно-параллельный (смешанный, Full Hybrid)


Последовательный гибрид

Первая в мире последовательная гибридная силовая установка была изобретена примерно в одно время с первым в мире электромотором - более 175 лет назад. Как и сейчас, она была применена одним из наиболее эффективных способов - в составе плавучего теплохода.

Преимущество последовательных гибридных установок, таких как дизель-электроход, состоит в том, что ёмкая, дорогостоящая аккумуляторная батарея не является их критически важным элементом.

Схема работы последовательного гибридного транспорта проста:

1. Двигатель внутреннего сгорания проворачивает напрямую соединённый с ним генератор.
2. Вырабатываемый генератором электрический ток подаётся в электродвигатель.
3. Который, в свою очередь, приводит в движения колесо или колёса.

Как видите, мощность энергоносителя - топлива - преобразуется и передаётся на колёса последовательно. Важное примечание: сложение мощностей ДВС и электромоторов при вращении колёс НЕ ПРОИСХОДИТ! Двигатель внутреннего сгорания никак не соединён с колёсами такого авто.

Последовательно-гибридный автомобиль может оснащаться конденсаторами для получения возможности рекуперативного торможения, а также ёмкими аккумуляторами для осуществления резкого разгона.

Преимущества такой схемы построения транспортного средства проистекают из его достоинств: в ходе работы системы большое количество (от 70%) мощности рассеивается в виде тепла. Система не слишком-то экологична, сложна и дорогостояща в обслуживании.

Повстречать подобную силовую установку на улице не так-то просто - в основном они плавают по морям. Кажущаяся экологичность и перспективность конструкции разбивается о низкую эффективность чисто электрической трансмиссии - не выше 70% в идеальных условиях.

К последовательно-электрическим гибридным авто, пусть и с некоторой натяжкой, можно отнести также Toyota Mirai - ведь её основная силовая установка на водородных топливных элементах выполняет ту же роль, что и обычный двигатель в аналогичных системах: поставляет электроток.

К сожалению, в бюджетном легковом автомобилестроении будущее последовательных силовых установок смешанного типа весьма зыбко и туманно (по состоянию на 2015 год). По утверждению главного инженера Toyota по hybrid vehicle, господина Масаки Санаяма, мотор-колесо значительно увеличивает неподрессоренную массу авто, отчего управляемость значительно ухудшается. Установка же таких силовых установок на механическую трансмиссию традиционного типа пока эффективно применяется лишь на сверхтяжелом транспорте (см. грузовики БелАЗ), и на концептах типа Alessandro Volta, созданном в ассоциации с итальянской компанией Italdesign Giugiaro. Этот суперкар, впрочем, так и остался скорее концептом.


Параллельный гибрид

Транспортное средство с гибридной силовой установкой параллельного типа является улучшенной разновидностью обыкновенного авто с классическим поршневым двигателем. Электромотор, установленный вместо стартера и\или на одном из участков трансмиссии, выполняет вспомогательную роль. Тяговый электромотор является дополнительным, он помогает резко ускоряться и трогаться с места.

Именно здесь и кроется суть параллельного гибрида - крутящий момент, используемый для движения, может быть поставлен тяговым электродвигателем ПАРАЛЛЕЛЬНО, одновременно с обычным бензиновым, газовым, спиртовым либо дизельным двигателем.

Момент и продолжительность активации электромотора определяются в соответствии с условиями движения. Это, вкупе с рекуперацией, позволяет несколько повысить экономичность транспортного средства.

К сожалению, такое транспортное средство не является полностью "зелёным". Пусть и сниженное, потребление ископаемого топлива всё же зависит от массы и от режима эксплуатации транспорта. И может достигать значительных величин. На увеличение мощности приходится увеличение массы и скорости.

Отдельной разновидностью "параллельных" является машина, лишенная возможности заряжаться от собственного ДВС; производством такого чуда грешат в основном французы. Заряжание осуществляется только "от розетки" - соответствующей зарядной системы, и при рекуперативной остановке.


Последовательно-параллельная силовая установка смешанного типа

Full Hybrid

Разговор пойдёт о тех Full Hybrid, которые по собственному выбору могут становиться последовательными либо параллельными. Именно к таким относятся относительно бюджетный переднеприводный Prius и динамичный полноприводник Lexus 450h. Как же такое возможно технически, скажете Вы?

Технические подробности могут утомить. Подробно об устройстве и особенностях такой системы - например, Toyota Hybrid Synergy Drive - Вы можете прочитать в отдельной статье про устройство HSD

Здесь мы совершим поверхностный обзор Full Hybrid.

Последовательно-параллельный гибрид, благодаря гибкой системе управления и передачи крутящего момента, может использовать для движения только тяговые электрические двигатели, только двигатель внутреннего сгорания, либо их произвольное сочетание. Выбор преимущественной силовой установки происходит по решению электронного блока управления, анализирующего поведение водителя, заданную джойстиком программу и условия движения.

Этот тип гибридного авто рационально реализует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в оптимальном, экологичном и экономичном, диапазоне его оборотов. Мощная "троллейбусная" тяга электродвигателей применяется для резких и\или коротких перемещений: разгонов, обгонов, "подкрадывания" в пробке.

Традиционный двигатель внутреннего сгорания останавливается в тех режимах движения, в которых он не требуется. У некоторых авто это возможно благодаря трансмиссии eCVT от Toyota Motor - которую современные издания ошибочно называют вариатором. Кроме того, машины с последовательно-параллельной комбинированной тяговой установкой могут оснащаться дополнительным электромотором на второй оси и\или возможностью подзарядки "от розетки".

Помимо eCVT тойотовских конструктивов, существует масса других хайбрид-трансмиссий. Chevrolet Volt, инновационная машина с последовательно-параллельной силовой установкой смешанного типа, возможно, встретится вам на улицах и шоссе.


Какой гибрид выбрать? Читай - какой лучше?

Мнение автора данной статьи основано на его личном жизненном опыте, и может не совпадать с Вашим. Если у Вас есть более рациональное, подкреплённое опытом и фактами мнение, я рад буду выслушать его по указанному вверху сайта телефону в рабочее время.

Позволю себе озвучить своё.

Хороший, динамичный и экономичный "хайбрид" для города должен, по моему скромному мнению, эксплуатировать свою поршневую силовую установку только в диапазоне максимальной эффективности. Он должен быть максимально простым, а значит последовательным. Он должен быть полноприводным, и иметь тяговые электромоторы для двух основных диапазонов интенсивного разгона: на скорости от 0 до 50 километров в час, и на скорости от 80 до 125 километров в час.

Автор данной статьи не является реинкарнацией Ивола Канивола, и считает, что резкие ускорения на дорогах общего пользования нужны лишь для бытовых обгонов, перестроений и манёвров.

И, конечно, такая машина должна уметь заряжаться от розетки; и двигаться только на электротяге не менее 50 километров. Возможно, для 2015ого года такие требования необоснованно круты; но на меньших условиях мне столь замысловатое транспортное средство не требуется.

Машина должна преспокойно буксироваться; в случае разрядки - заводиться "с толкача", и заряжаться от скатывания с горки. Подмечу: трансмиссия такой системы может быть и традиционной, механической, с целью сокращения потерь КПД на нагрев проводов, и возможность иметь несколько электромоторов, подключенных к планетарным передачам различного диапазона. Питающая силовая установка должна быть полностью управляемой вручную, и отключаемой вручную. Шум и вибрации не играют роли.

Нужен ли мне гибрид, обладающий меньшим набором возможностей? Навряд ли. Ведь, увы, сегодня (2015 год) даже новейшие Приусы разряжаются и отказываются выполнять обгон всего через час-другой интенсивной езды. Такие транспортные средства совершенно не экономят топливо в пробках, и экологической обстановке тоже сильно не помогают. И моё мнение таково: Pruis тоже хорош... Но только для трассы!


Система подзарядки от розетки. Реализация электрической мощности

plug-in hybrid

Современные машины с комбинированным приводом могут, в зависимости от комплектации, быть или не быть наделены системой подзарядки от домашней зарядной станции. В оригинале они, как правило, называются "Plug-in Hybrid Electric Vehicle" (PHEV), подразумевая возможность зарядки от внешнего источника (бытовой электросети). Для современного транспорта со смешанной силовой установкой нормальным считается время зарядки в девяносто минут, если сеть является стандартной 220-вольтовой, и поставляет умеренный ток без скачков.

Кто-то спросит - а так ли нужна эта функция? Мнение автора статьи таково: однозначно НУЖНА для всех видов, кроме некоторых последовательных. Отчего же?

"Розеточная" мощность является сегодня наиболее дешевой и доступной мощностью. Появление станций для зарядки на парковке, особенно около вашего места работы, покажет всю их экономию и удобство. Появление беспроводной подзарядки в движении покажет ещё большее удобство - было бы неплохо вобще забить о проблеме заправки, потере времени на очереди и ожидание.

Зарядка от розетки, пожалуй, неактуально лишь там, где нет стабильных, безопасных и широко доступных электрических сетей. К примеру, у вас есть свой гибридный снегоболотоход на шинах сверхнизкого давления, который может легко двигаться вдоль дорог общего пользования. Его силовая установка может быть, скажем, дизельной. Розетки в вашем охотничьем домике может и не быть; более того, возможно, вам выгодней использовать свой вездеход и в качестве бытового генератора. Вариант второй - у вас нет ни времени, ни желания, ни возможности возиться с проводами. Или, скажем, есть доступ к дешевой горючке. Скажем, субсидированному спирту. Вот тут последовательно-электрический "хайбрид" придётся как нельзя ко двору.

Не следует забывать и о таком тонком моменте, как коэффициент полезного действия. Когда речь идёт о ТС, питающимся в основном ископаемым топливом, использование заранее заряженного аккумуляторного устройства позволяет практически удвоить суммарное конечное КПД вашего передвижения! Это возможно благодаря современным синхронным тяговым установкам переменного тока. Они лёгкие, обеспечивают плавное ускорение, а выдаваемый ими крутящий момент просто-таки "революционный", выражаясь языком менеджеров Тойота. Их стабильный вывод составляет более 200 ньютон-метров и более 55 киловатт уже при минимальных оборотах.

Рекомендуем также прочесть следующие статьи:
История личного транспорта с комбинированным приводом
Преимущества гибридов