Гибридный двигатель – схема, принцип работы, характеристика видео

Почему мы хотим разобрать вместе с вами вопрос, как работает гибридный двигатель? Все дело в том, что в большинстве сфер нашей жизни сегодня наблюдается взаимодействие различных технологий, которые в результате дают более эффективные методы, приборы и механизмы. Не остались в стороне и моторы для нашего любимого транспортного средства. О принципах работы, плюсах и минусах таких агрегатов мы и поговорим на этой странице.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

Если уж мы начали о смешении технологий, то следует пояснить, как это касается и затронутой нами темы. Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного. Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя.

Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов. Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы.

А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее. Автомобили с гибридным двигателем умеют сами себя обслуживать, касается это электрической части мотора. Электрический компонент не бездельничает, пока работает топливный, он аккумулирует вырабатываемую энергию, чтобы потом снова пустить ее в дело.

Не исключены ситуации, когда оба элемента двигателя работают одновременно, например, при разгоне, когда от автомобиля требуются большие силовые затраты.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Что значит гибридный двигатель, мы вкратце разобрали. Теперь хотелось бы углубиться немного и рассмотреть его схему. Следует учесть, что их существует целых три. Поэтому начнем с самой простой, которая для нас представляет наименьший интерес – это последовательный гибрид. Электромотор является главным участником в запуске и движении колес транспорта, а вот двигатель внутреннего сгорания (ДВС) всего лишь находится у него на поддержке, раскручивает генератор.

Для сегодняшнего авто такое устройство гибридного двигателя не будет лучшим вариантом, ведь требуются емкие аккумуляторы, малолитражные ДВС, а сама машина будет медленная и неповоротливая. Хотя все же есть некоторые представители среди легкового автопарка, например, Chevrolet Volt. Но из-за главенствующего электро-компонента ему присущи все минусы электромобилей, взять хотя бы зависимость километража на одном заряде батареи, но это постепенно решают применением турбо-ДВС.

Следующие схемы называют параллельной и смешанной. Смешанная схема чаще всего встречается в Lexus и представляет собой плотное взаимодействие электромотора и ДВС. Они работают вместе, приводя авто в движение, принцип работы построен так, что даже трансмиссия является бесступенчатой, далекой от привычной нам. Такие варианты очень современные, но и очень дорогие.

А вот привычная нам схема называется параллельной и встречается довольно часто. Электромотор тут является хоть и не ведущим, но незаменимым помощником, страхуя ДВС в случаях потребности в дополнительной мощности. Батареи не являются большими и емкими, отчего их легко зарядить прямо во время движения, и они всегда готовы отозваться по первому требованию.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Информация была бы неполной без указания положительных и отрицательных сторон гибридных моторов. Конечно, плюсов будет больше, но и минусы имеются, как во всем новом и малоизученном со стороны потребителя. Например, почему-то чаще всего встречается гибридный бензиновый двигатель, хотя давно всем известна экономичность и большая мощность «дизелей». Но никакого секрета тут нет, потому что, во-первых, технологию разрабатывали за океаном, т.е. в Америке, а там с соляркой пока что знакомы слабо. Во-вторых, гибридный дизельный двигатель стоил бы еще дороже, хотя цена на такие технологии уже далеко выше средней.

Небольшой скепсис вызывают гибриды из-за электромотора, т.е. его батареи. Это достаточно капризный элемент, требующий постоянной эксплуатации, иначе срок службы гибридного двигателя значительно снизится именно из-за нее. Она плохо переносит перепады температур, может саморазряжаться, в дальнейшем возникают неясности с ее утилизацией. Так же тень на репутацию смешанных моторов накладывает не только их дороговизна, но и большая стоимость комплектующих и ремонта, если он понадобится. Причем самостоятельно его провести невозможно.

Ну, а теперь можно рассказать и о приятном. Про экологичность и экономичность можно говорить смело, это действительно так, хотя бы исходя из двойственной природы агрегата. Наличие батареи позволяет дольше ездить без заправки, сохраняя все технические показатели в актуальном состоянии. Эту батарею не нужно заряжать, заправка авто осуществляется только топливом. Двигатель, благодаря компьютеру, работает всегда в оптимальном режиме, как бы вы ни пытались его «насиловать». Иногда такие машины могут двигаться вовсе без топлива, причем отличаются они еще и тихоходностью, мотор работает чуть слышно.

Источники: http://carnovato.ru/ustroistvo-avto-dizelniy-benzinoviy-gibridniy-dvigatel/

Альтернативу бензину конструкторы ищут с момента создания автомобиля. Идея создания гибридного автомобиля с использованием электрического мотора появилась больше 100 лет назад. Гибридные автомобили выполняют несколько основных функций:

• Экономия дорогостоящего бензина за счет его замены использованием электродвигателя.
• Гибридные автомобили являются более экологическими по сравнению с классическими бензиновыми.
• Увеличение расстояния, преодолеваемого на гибридном двигателе за счет использования двух источников энергии.

Гибридные автомобили и их устройство

Существуют умеренные и полные гибридные автомобили. Конструкция умеренных гибридов использует бензиновый двигатель как основной, а электрический источник питания подключает как подстраховку в редких случаях. Полные же гибриды подразумевают возможность использования альтернативного источника питания в качестве основного двигателя.

Существует несколько видов конструкций гибридов, отличаемых по способу подключения двигателя:

• Автомобили с последовательной схемой подключения. В рамках схемы использован двигатель внутреннего сгорания малой мощности, подключенный к электрогенератору. Электромотор приводит машину в движение и является основным двигательным механизмом. Модели гибридных автомобилей с такой схемой — Chevrolet Volt, а также Opel Ampera. В таких автомобилях используют электрические батареи увеличенной емкости.

Последовательная схема подключения узлов

• Параллельная схема подключения. В рамках данной схемы могут работать вместе и по отдельности как бензиновый, так и электрический двигатели. В основном используется электромотор мощностью 20 Вт, которая возрастает при увеличении скорости автомобиля.

Параллельная схема подключения узлов

• Смешанная, последовательно-параллельная схема. Принцип построения такого двигателя схож с двигателем с параллельной схемой, но в смешанную схему добавлен генератор, от которого питается электромотор.

Последовательно-параллельная схема подключения узлов

Когда машина начинает движение, расходуется запас электромотора и аккумулятора. На высокой скорости к работе электрических источников энергии подключается бензиновый двигатель. В результате работы бензинового двигателя образуется некий излишек энергии, который подзаряжает генератор. От генератора питается электромотор, а он, в свою очередь, подзаряжает аккумулятор.

При торможении используется принцип рекуперативного торможения – электромотор в этом случае выполняет функцию генератора, подпитывая аккумулятор. Таким образом, энергия, полученная в результате торможения, используется на благо автомобиля.

Гибридный авто состоит из следующих основных узлов:

1. Бензиновый двигатель (двигатель внутреннего сгорания). Но в гибридных автомобилях, в отличие от классических, ДВС маломощный, так как используется в тандеме с электромотором.
2. Электрический двигатель. Альтернативный источник энергии для автомобиля. Часто в таких двигателях используется технология рекуперации – электромотор работает не только в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. Он также выполняет функции генератора, накапливая энергию во время торможения и спуска с возвышенностей.
3. Генератор предназначен для производства электроэнергии.
4. Аккумуляторные батареи хранят запас электроэнергии для электродвигателя.
5. Топливный бак используется для хранения бензина для ДВС.
6. Коробка передач позволяет управлять как ДВС, так и электродвигателем.

Устройство гибридного авто на примере Toyota Prius

Автомобиль гибрид предназначен, в первую очередь, для эффективного использования энергоресурса. Для достижения этого эффекта используется несколько приемов:

1. Используется энергия торможения за счет технологии рекуперации.
2. Бензин экономится за счет переключения механизма на работу электромотора.
3. При производстве машины гибрида используют легкие материалы, которые облегчают конструкцию, тем самым уменьшая потребление ресурсов.
4. Эффективно используются аэродинамические свойства материалов и конструкций.

Индустрия гибридных авто активно развивается, ведь пока мы не можем говорить о совершенстве данных конструкций и их доступности. Рассмотрим более подробно некоторые преимущества и недостатки конструкций гибридных автомобилей:

• Экономия при расходе топлива и энергоресурсов. Несомненный плюс гибридов – сокращение расходов, к тому же электромотор может самостоятельно производить энергию.
• Экология. Гибриды существенно меньше вредят окружающей среде, чем классические автомобили.
• Дальность пробега. Гибридные автомобили заправляют гораздо реже, чем обычные бензиновые.
• Аккумуляторные батареи гибридов гораздо легче и удобнее в использовании, чем батареи электрических автомобилей.
• Электродвигатель работает практически бесшумно.
• Гибридный автомобиль может обходиться без ДВС на городских улицах.

Но существуют и некоторые недостатки, связанные с гибридными машинами:

• Аккумуляторы электродвигателей должны постоянно эксплуатироваться, в противном случае срок из действия сокращается. Кроме того, они способны самостоятельно разряжаться, не переносят резких перепадов температур. Еще не развита инфраструктура предприятий, способных правильно утилизировать эти элементы.
• Сложная конструкция двигателя делает его ремонт сложным и дорогостоящим. Часто детали невозможно отремонтировать и приходится заказывать новые у производителей, что затягивает процесс ремонта.
• Гибридные двигатели работают в основном с бензиновыми автомобилями, хотя использование дизельного топлива экономически более выгодно.
• Стоимость автомобилей с гибридными двигателями гораздо выше средней на рынке. Такое дорогое приобретение не всем по карману.

Не смотря на некоторые недостатки, отрасль производства гибридных автомобилей динамично развивается и совершенствуется. С каждым новым сезоном производители представляют лучшие гибридные автомобили, обладающие более широким набором функций и более доступными для автолюбителей.

Источники: http://blog-mycar.ru/obshhee-ustrojstvo-avtomobilya/gibridnye-avtomobili-i-ix-ustrojstvo.html

Сегодня, когда углеводородное топливо с каждым днем становится все дороже, когда человечество задумалось об экологической обстановке мест своего обитания, все чаще на дорогах можно встретить автомобили с загадочной надписью «Hybrid». По-русски, как я думаю, вы уже догадались, что слово переводится как «гибридный», но до конца ли вы понимаете, что это означает? Давайте разбираться.

Итак, гибридный в части автомобилестроения означает автомобиль, в движение который приводит более одного источника энергии. Сегодня чаще всего для таких целей применяется совместная работа двигателя внутреннего сгорания и электрического двигателя.

Идея такого сосуществования двух различных видов двигателей не нова, ее давно используют в железнодорожном транспорте и крупной карьерной технике, где двигатель внутреннего сгорания служит поставщиком энергии для электромеханической трансмиссии, приводящей в движение колеса. Такой принцип построения обусловлен тем, что в технике подобного рода полезная энергия, производимая двигателем, должна быть максимально эффективна при любых оборотах двигателя. Но, пожалуй, я никому не открою тайну, если скажу, что двигатель внутреннего максимально эффективен лишь в коротком диапазоне его оборотов, да и тот смещен ближе к максимальным значениям, чего практически лишены электрические двигатели. Они одинаково эффективны как при высоких, так и при низких оборотах.

Некоторые, наверняка, задались вопросом, зачем тогда и вовсе использовать двигатель внутреннего сгорания, быть может, проще полностью перейти на электрический установки? Такое мнение не ново и весьма перспективно, но на сегодняшний день основной проблемой электромобилей является необходимость долгой подзарядки их батарей и относительно небольшой пробег от такой подзарядки. В придачу к этому еще не развита сеть станций, где бы можно было подзарядить такой автомобиль. Да, сегодня это так, но с развитием прогресса, скорее всего, вскоре мы все же пересядем на электромобили.

Но пока время электромобилей не настало, будем довольствоваться его переходным звеном — гибридными легковыми автомобилями.

Последовательная.

Это та установка, о которой я упоминал выше. В ней двигатель внутреннего сгорания вырабатывает энергию, а его электрический собрат приводит в движение колеса.

Параллельная схема.

Представляет собой установку, где двигатель внутреннего сгорания и электрический мотор могут работать как по отдельности, так и вместе, помогая друг другу. Такая установка получила применение в гибридных двигателях компании Honda (Integrated Motor Assist).

Последовательно-параллельная схема.

Включает в себя двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель и генератор, мощность энергетических потоков между узлами которого распределяется планетарным редуктором. Такая схема получила применение у другого японского производителя, компании Toyota, и получила название — гибридный синергетический привод (HDS). На сегодняшний день она лицензирована многими другим автопроизводителями мира и является наиболее популярной.

Суть работы гибридного синергетического привода заключается в том, что на скорости до 50 км/ч автомобиль, по сути, является электромобилем, и приводится в движение электромоторами получаемыми энергию от аккумуляторной батареи. При скорости выше средней в работу уже включается бензиновый двигатель, который, помогая своей работой электродвигателю, часть энергии (через генератор) направляет в аккумулятор. При резких ускорениях (обгонах) вся энергия двигателя внутреннего сгорания поступает в электрическую сеть и на тяговые электродвигатели. Помимо этого в данном гибридном двигателе благодаря генератору, включенному в совместную работу при торможении, энергия инерции превращается в электрическую энергию и заряжает аккумуляторную батарею (рекуперативное торможение).

Думаю, суть работы гибридного двигателя вы уловили, осталось выяснить его достоинства и недостатки. К плюсам его использования можно отнести: экологичность работы и высокий КПД, к минусам — его большую стоимость и стоимость послепродажного обслуживания автомобилей. Однако эти отрицательные черты присущи практический всем технологическим новинкам, и со временем эти нюансы отпадают сами собой. А, учитывая тот факт, что гибридными двигателями уже занимаются все крупные автопроизводители, встречать на улицах наших городов автомобили с уже понятной нам надписью Hybrid, скорее всего, мы будем все чаще и чаще.

Ну, а в заключении хотелось бы отметить еще одну черту автомобилей, приводимых в движение электрическим тяговым двигателем, – практически полная бесшумность. Как ни странно, но для пешеходов она является не самой приятной, ведь даже практические исследования подтвердили, что автомобили, в движении которых присутствует электродвигатель, таят в себе опасность на 20% больше стандартных моделей авто. Для решения этой проблемы в некоторых странах обязывают комплектовать такие автомобили звуковыми генераторами, издающими звук работающего двигателя на скоростях до 30 км/ч., к примеру, такая норма законодательно закреплена в Японии. Что ж, посмотрим, как дальше будет развиваться наука в этом направлении.

Рекомендую прочитать:

К записи есть 1 комментарий

Полностью согласен со статьей. А по поводу высокой стоимость таких автомобилей, считаю, что вскоре цены будут плавно снижаться. Этому будет способствовать конкуренция разных производителей автомобилей, и производители из Китая, которые обычно могут обеспечить недорогими товарами рынок, если на этот товар есть спрос. Так что вскоре цена снизится, вот увидите.

Источники: http://autoepoch.ru/avtoazbuka/gibridnyj-avtomobil.html