Вход в систему
АВТО ЭЛЕКТРОНИКА
ELR.jpeg

В рамках автосалона в Детройте Cadillac представила первое в истории компании серийное гибридное купе, получившее название ELR. Машина Cadillac ELR приобрела модернизированную в...

ELR.jpeg

В РАМКАХ АВТОСАЛОНА В ДЕТРОИТЕ CADILLAC ПРЕДСТАВИЛА ПЕРВОЕ В ИСТОРИИ КОМПАНИИ СЕРИЙНОЕ ГИБРИДНОЕ КУПЕ, ПОЛУЧИВШЕЕ НАЗВАНИЕ ELR.

Cadillac ELR приобрела модернизированную в...

система автоматического вождения

Немецкая компания производитель авто компонентов Continental совместно с компанией BMW X3 планируют начать разработку системы автопило...

Audi A6 3.0 TDI Electric Biturbo

Гибридный автомобиль – эффективное, современное и экологичное средство передвижения, имеющее смешанную силовую установку. Как правило, это комбинация двигателя внутреннего сгора...

Главная

ГИБРИДЫ

изображение гибрида

Существует несколько десятков типов двигателей для малогабаритных автомобилей, которые могли бы составить конкуренцию классическому ДВС – в теории. На практике КПД большинства установок, расход топлива, удобство в эксплуатации и целый ряд других параметров настолько хуже, чем у бензинового или дизельного мотора, что массовое применение их в ближайшем будущем ожидать не стоит. Вместо этого конструкторы пошли по иному пути и создали разнообразные гибриды – автомобили с комбинированной установкой, в которой источником энергии служат два устройства. О различных видах таких конструкций, их преимуществах и недостатках и пойдет речь в данной статье.

Азы технологии гибридов – полные, умеренные подзаряжаемые

В автомобилестроении принято называть полными гибридами автомобили, которые могут ездить как на тяге от ДВС, так и на энергии электромотора. То есть, в зависимости от желания водителя машина использует либо один источник энергии, либо другой – поочередно. Благодаря этому можно передвигаться по городу на электротяге, не загрязняя атмосферу выхлопами, а при возникновении необходимости в большой мощности одним переключением тумблера задействовать привычный бензиновый двигатель. Недостаток переключаемых гибридов состоит в необходимости дублирования всех узлов силовой установки – самого мотора, топливных емкостей, системы охлаждения, привода и т.д.

Более практичный умеренный гибрид сконструирован по совершенно иному принципу – здесь электромотор не создает основную движущую силу. Он подключен к трансмиссии таким образом, что при разгоне автомобиля подает энергию в систему и увеличивает суммарную тягу комбинированной силовой установки. А при торможении, наоборот, вращается в другую сторону и трансформирует принимаемую энергию, накапливая ее в батареях. Благодаря этому обеспечивается ощутимая экономия топлива, но без снижения динамических характеристик машины. Поэтому соответствующие модели гибридов есть в ассортименте всех крупных производителей автомобилей мира.

Концепция подзаряжаемых гибридов пока что не получила широкого практического применения – из-за несовершенства технологий. Суть же ее проста и заключается в том, что большую часть времени автомобиль движется за счет электродвигателя, расходуя запас энергии в батареях. Когда заряд аккумуляторов подходит к концу, в дело вступает обычный маломощный ДВС, который вращает не только колеса, но и генератор, подпитывая тем самым батареи – также, как это происходит с аккумуляторами в обычных машинах. Это один из наиболее экологически безопасных типов гибридов, к тому же он в два раза экономичнее всех остальных вариантов. Увы, ходовые качества plug-in гибрида оставляют желать лучшего из-за высокого веса батарей и малой мощности двигателя, а стоимость прототипов слишком велика для того, чтобы они могли конкурировать на рынке с остальными видами гибридных автомобилей.

Оригинальное решение – микро-гибриды

С технической точки зрения микро-гибриды как раз таки гибридами и не являются, так как источник энергии у них один – ДВС. Однако в конструкцию силовой установки встроены специальные механизмы, позволяющие более рационально использовать имеющиеся запасы топлива. Все они используют энергию электричества и в какой-то мере напоминают работу классических гибридов – в минимизированном масштабе, за что и получили свое характерное название.

Наиболее простым вариантом является система «старт-стоп», призванная экономить топливо при движении в городском режиме, а, точнее говоря, при стоянии в пробках. Она автоматически глушит двигатель, лишь стоит машине остановиться, и не включает его до тех пор, пока водитель не уберет ногу с педали тормоза . Таким способом экономится достаточное количество топлива, но возрастает нагрузка на аккумулятор и стартер, которые вынуждены работать в усиленном режиме. Кроме того, при выключенном двигателе не работает кондиционер, магнитола, усилитель руля и прочие полезные устройства. Чтобы компенсировать данный недостаток, приходится устанавливать дополнительный источник энергии, что зачастую сводит на нет финансовую выгоду от экономии горючего.

Совершенно по иному функционируют инновационные гибриды с системой рекуперации энергии. Во время движения автомобиля с постоянной скоростью генератор и батареи отключаются от общей электросети, чтобы не отнимать мощность у двигателя – получается небольшая экономия топлива. При торможении электрическая часть активируется по сигналу датчиков и начинает использовать энергию вращения колес для подзарядки батарей. Выгода двойная: дополнительная нагрузка позволяет быстрее снизить скорость движения машины, и для подзарядки используется лишь энергия торможения, которая обычно служит для бесполезного нагрева колодок тормозной системы . Подобные микро-гибриды активно использует в своей продукции концерн «Ауди».

А конструкторы «Peugeot» пошли дальше и установили в свои автомобили компактный электромотор с набором конденсаторов большой емкости, заменив ими привычный аккумулятор. Электрический двигатель используется для работы системы рекуперации энергии и играет роль стартера, а конденсаторы позволяют отдавать и принимать приличные объемы энергии в несколько раз быстрее, чем стандартные накопители. Эти французские гибриды считаются самыми совершенными, долговечными и экономичными в мире, но сама технология микро-гибридов так и не получила особого распространения в мире.

Практика показала, что экономия топлива оказалась ниже ожидаемого уровня, а износ узлов – выше. Псевдо-гибриды плохо совместимы с дизельными двигателями и автоматическими коробками передач, а батареи в холодное время года разряжаются слишком быстро. По сути, гибриды альтернативной конструкции выгодны лишь при эксплуатации в условиях, близких к идеальным. И единственным их плюсом, благодаря которому такие системы все-таки порой устанавливаются на современные автомобили, является их низкая цена.

Способы подключения силовых установок гибридов

  1. Так называемые последовательные гибриды являются самым простым и экономичным вариантом решения задачи. По сути, движение автомобиля происходит лишь за счет работы электродвигателя, который питается от батарей. Для их подзарядки используется обычный ДВС малой мощности, который приводит в действие генератор и всегда работает в равномерном режиме, потребляя минимум топлива. Он включатся лишь тогда, когда уровень заряда в батареях падает до определенного значения, поэтому при экономном режиме езды последовательные гибриды большую часть времени не создают выбросов в атмосферу. Однако КПД таких силовых установок невелик, поэтому они подходят не для всех типов автомобилей.
  2. Параллельные гибриды устроены иначе – упрощенно говоря, колеса вращаются за счет работы ДВС, а все остальные функции берет на себя электромотор. Однако на самом деле существует масса вариантов распределения нагрузки между двумя силовыми установками. Например, топливный двигатель может использоваться для создания дополнительной мощности при разгоне автомобиля, а при равномерном движении питает энергией электрооборудование машины: кондиционер, освещение, бортовой компьютер и т.д. Нагрузка невелика, и расход топлива падает пропорционально, машина движется плавно, но может быстро разгоняться и способна перемещать тяжелый груз. А самое главное – все устройства для обеспечения комфортного пребывания в салоне доступны даже при отключенном основном двигателе.
  3. В некоторых современных кроссоверах при езде по городу задний привод работает за счет экономичного электродвигателя, а при выезде на бездорожье подключается ДВС, который связан только с передним приводом. Самые современные гибриды используют электронный блок управления, который на ходу переключается между двумя установками, подбирая оптимальный режим работы. Правда, выгода от использования таких систем несколько снижается их высокой стоимостью.
  4. Существуют и комбинированные схемы подключения или, как их еще называют, сплит-гибриды. Обе силовые установки работают параллельно, передавая всю выработанную энергию на редуктор, который затем передает ее активным потребителям. Это весьма сложная система, в которой потоки распределения энергии меняются динамически в зависимости от режима работы всех узлов машины. Например, в один момент вся накопленная энергия идет исключительно на вращение колес – при подъеме на склон. При спуске ДВС отключается и работает только экономичный электродвигатель, чтобы не ухудшалось управление автомобилем. Во время торможения умный гибрид автоматически переходит в режим рекуперации энергии, при котором электродвигатель работает как генератор и подзаряжает батареи.

Принято считать, что совершенный гибрид должен функционировать именно по такой схеме, которая признана самой экономичной, эффективной и эргономичной. Именно на ее основе был создан первый серийный гибрид «Toyota Prius», а сейчас собираются последние модели «Lexus». Однако практическая реализация связана с массой технических сложностей, что приводит к существенному удорожанию автомобиля. С учетом того, что реальная выгода от эксплуатации гибридов видна лишь при езде по мегаполису, экономически целесообразно оснащать ей лишь машины престиж-класса.

0
Ваша оценка: Нет
Случайная статья
ae2.jpg

Евгений Прокопенко родился 18 ноября 1948 года в Самарканде. С детства он тянулся к изобразительному искусству. Закончил Самаркандский государственный архитектурно-строительный институт. В 1975 году Евгений купил первый аэрограф и с тех пор оттачивает мастерство владения инструментом. Помимо росписи автомобилей, Прокопенко увлекается росписью интерьеров и пред...

НАРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ
Nissan

Член «большой тройки» японских автопроизводителей, компания Nissan, выпускает почти три десятка моделей легковых автомобилей – от компактов до роскошных внедорожников класса люкс. Модельный ряд Nissan включает в себя как «народные» автомо...

 хэтчбек Renault Clio.jpg

Общеизвестно, что хетчбеки пользуются большим спросом у автолюбителей. Учитывая это обстоятельство, производители стремятся достичь внушительных объемов выпуска востребованных на рынке машин.

Альянс Renault/Nissan в целях увеличения коли...

 Citroen C4.jpg

Моторная линейка седана включает три двигателя V 1,6 мощностью 115, 120 и 150 л.с. Представители Ситроен утверждают, что в настройки двигателя внесены изменения, коробка переключения передач перенастроена...

Кроссовер Honda Grosstour

В настоящее время в России продается полноприводный кроссовер Honda Crosstour, укомплектованный бензиновым шестицилиндровым двигателем объемом 3,5 литра. Мощность двигателя составляет 275 л.с. На этом кроссовере установлена пятиступенчатая коробк...