Автомобили с гибридным двигателем, плюсы и минусы, принцип работы

Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания.

При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения.

Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Источник - https://ZnanieAvto.ru/dvs/gibridnyj-dvigatel.html

Гибридные автомобили: плюсы и минусы

Чуть ранее мы писали о истории создания гибридов и их основных схемах работы, пришла пора узнать: а стоят ли гибридные автомобили тех денег, которые за них просят?

Споры по данному вопросу не утихают и поныне: когда-то и британский Top Gear посмотрев и погоняв Toyota Prius по своему гоночному треку высказали своё «фи»: расход топлива оказался даже выше, чем у машины с обычным бензиновым двигателем. Конечно, если Вы поклонник этой передачи (после закрытия и реинкарнации с новыми ведущими британский Top Gear будет уже не тот) сразу встаёт вопрос: купить гибридный автомобиль или экономичный дизельный?

Для тех, кто вдруг не в курсе, откроем тайну: проблема «того» тестирования Приуса как раз в экстремальности теста. Проще говоря, паспортные расходы любого автомобиля (не только с гибридным двигателем) приводятся для условий максимально «нежных и спокойных», а не для тестового трека и показания наилучшего времени.

Впрочем, это скорее отклонение от курса текущей статьи: преимущества и недостатки автомобилей с гибридным двигателем.

Начнем с плохого — с минусов. Основные недостатки гибридных машин можно перечислить по пальцам:

1. Сложность утилизации использованных аккумуляторов.
2. Отечественная погода с её перепадами ведут к пониженному жизненному циклу батарей, а дальше — смотрим пункт первый
3. Дороговизна по сравнению с машинами с аналогичным классическим двигателем из-за большей сложности конструкции
4. Следствие из пункта 3 — дороговизна обслуживания, невозможность починить «на коленке», далеко не всякое СТО возьмется за работу с последующей дачей гарантии на выполненные работы.

Довольно неприятные пункты, спорить сложно. Однако количество и качество плюсов перевешивает немногочисленные минусы. Итак, основные преимущества гибридных автомобилей:

1. Доказано, что в спокойном режиме эксплуатации расход топлива (если ДВС подключается к работе) составляет на 20-25% меньше, чем у автомобилей с таким же рабочим объемом двигателя.
2. Следствие из п.1 — меньше выбросов (от полного нуля на чистой электротяге до необходимого минимума с задействованным ДВС), «зеленые» ликуют. По данному пункту, правда, очевидный минус в виде сложности утилизации… Но это опять остаётся за кадром.
3. Следствие снова п.1 — заправляться при одинаковом объеме топливного бака придется реже, а проехать получится дальше.
4. Электромотор позволяет совершать практически мгновенный разгон без классического переключения передач (больше ток — больше вращения), никуда не деваются и обычные показатели мощности, крутящего момента и динамические показатели обычных автомобилей
5. Конструкция АКБ гибридных автомобилей отличается от АКБ чисто-электрических моделей, что позволяет подзаряжать их во время движения. Пусть батареи разряжаются быстрее, чем заряжаются, однако километры пути процесс всё равно прибавляет
6. В городском цикле движения дом-работа (и среднестатистическом расстоянии между точками отправления) часто ДВС не нужен в принципе — а это полное отсутствие расхода топлива, выбросов, шума и пр.
7. Развитие данной отрасли приводит к увеличению льгот от государства при использовании гибридных и электрических двигателей
8. Узкоспециализированный «плюс»: по сравнению с чистыми электромобилями, гибридный автомобиль чаще всего можно зарядить от любой розетки на 220 В. На всякий случай вооружитесь только длинным кабелем-удлинителем.
9. Для питания ДВС никаких принципиальных отличий в работе и эксплуатации нет — то же топливо, те же расходники и пр.

Если подводить итог данной статьи, то можно говорить уверенно: купив новый гибридный автомобиль Вы (скорее всего) не узнаете о перечисленных недостатках, с удовольствием пользуясь благами цивилизации в виде многочисленных плюсов.

Если же смотреть на вопрос объективно, то главная проблема гибридов — это тяжелая, дорогая и массивная батарея, занимающая полезный объем и доставляющая головную боль жителям северных районов.

Если представить создание принципиально другого типа источника энергии — пусть даже с теми же эксплуатационными ТТХ, но меньших габаритов, веса и надежности — уровень и количество гибридных автомобилей на дорогах всех стран вырастет на порядок.

Источник - http://all-hybrids.ru/plyusy-i-minusy/

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.

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.

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.

 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».

Источник - https://carnovato.ru/ustroistvo-avto-dizelniy-benzinoviy-gibridniy-dvigatel/

Часть вторая… Гибридная часть, один плюс и сплошные минусы… — бортжурнал Toyota Prius #приуснаизнос 2009 года на DRIVE2

Как известно, гибриды тойота довольно надёжны и приус самый популярный. Постоянно все акцентируют внимание на расходе топлива и том, что может ездить тихо, как электромобиль, но у меня за 4 года сложилось иное мнение, итак по порядку.

Начнём с плюсов, точнее с одного плюса — это коробка. Она классная, работает плавно, на механике и автомате такую плавность повторить тяжело. А тут всегда при тебе и плавный разгон и торможение. За счёт этого создаётся иллюзия комфорта для водителя и пассажиров. Сама по себе коробка надёжная, только масло вовремя меняй.

У неё отлично подобраны передаточное числа что движок выше 3 тысяч нет смысла крутить в 99% случаев. Поэтому коробка это самое классное, что есть в этой системе. Единственное нарекание (на любителя), в коробке нет драйва, ну того самого, когда газ в пол и получаешь толчок от переключения передач, этого тут нет, здесь просто равномерный гул ДВС, но опять же нюанс на любителя.

Честно скажу, меня достало это отсутствие драйва, но об этом в другой раз.

Теперь о минусах, их много…

Начнём с инвертора. С виду простое и надёжное устройство, но оно горит, всмысле выходит из строя, почемуто только на 30ках и вэнах, причём нет никакой закономерности почему инвертор сгорает. Но могу с уверенностью сказать, что на это не влияет перегрев из-за забитого радиатора.

Поговаривают о нестабильном качестве, причём только на приус 30 и приус V или как там ещё его. Но суть такова, что покупка приуса с 2009 по 2014 год выпуска это как лотерея, у кого-то работает годами инвертор, а у кого-то горит и машина превращается в недвижимость.

К счастью ремонт недорогой и инверторы подходят от аурис и лексус сити 200, на которых почему-то не горят инверторы.

В 20ке без проблем ходит 500 тысяч. Основной косяк батареи это охлаждение. Оно не эффективное, из-за чего проходит перегрев элементов и за счёт этого быстрый выход из строя.

В рабочем городском цикле батарея имеет температуру 40-42 градуса, в отдельные моменты температура растёт до 50 градусов, на трассе батарея отдыхает и температура не опускается ниже 32-34 градусов. Косяк батареи, который 90% владельцев в упор не видят, это усиленный обогрев багажника и подогрев маленького аккумулятора.

Это очень приятно зимой, но ужасно летом. Очень сильно заметно в режиме такси через несколько часов езды в городском режиме. Большинство людей ездят на авто дом-работа-дом или же по трассе, поэтому данного нюанса не наблюдают.

Нагрев батареи автоматом тянет за собой выход из строя элементов, сильнее всего страдают центральные элементы, крайние быстрее остывают и поэтому дольше ходят. Для охлаждения батареи при температуре выше 25 градусов лучше включать кондиционер, а то батарея спокойно разогреется до 50 градусов и пельмени в багажнике растают раньше времени.

Теперь о неисправностях

Итак, по бортовому пишет: проверьте гибридную систему. У нормального человека сразу паника и четырехзначные суммы в долларах в голове. Диагностика в принципе простая: машина едет дальше и ДВС не глохнет, значит батарея, машина перестала ехать и превратилась в недвижимость — инвертор или проводка.

В случае с инвертором банально замена, или же по проводке проверять короткое замыкание на двух мотор-генераторах или же компрессоре кондиционера. В другом же случае выскочит любимая многими ошибка P080, вроде так обозначается.

В принципе её можно скинуть любой программой для сброса ошибок из машины и ехать дальше, у меня между первой и второй ошибкой прошло несколько тысяч км, я при этом в машину не лазил, так что всё на усмотрение хозяина.

Вся хитрость в том, что со временем элементы теряют исходную ёмкость и держат меньше заряда. Когда вы ставите свежий элемент, он имеет большую ёмкость нежели остальные элементы в вашей батарее и батарея находит слабое звено в соседнем элементе. Идеальный режим работы, это когда все элементы имеют одинаковую ёмкость.

Только подбором равной ёмкости можно добиться идеальной ВВБ, а это можно делать при помощи стенда. Если вы видите работника по ремонту батареи с тестером шнурком к компу или каким гибрид асистанс и он про стенд не в теме, сразу бегите от него. Его ремонт поможет не на долго. На практике, особенно касается 30ок, если у вас вылезла ошибка 80ая, то сразу покупайте полную ВВБ или элементы живые.

В вашей батарее минимум десять элементов из 28 не будут нормальными, подобрать ровную батарею или поменять разница в цене выйдет не велика.

“небольшая хитрость: если машина на продажу, и появилась 80ая ошибка, то не стоит тратить деньги на ремонт и замену ВВБ, можно починить её самому, по собственному опыту на пару тысяч км хватает.

Итак рецепт: ставим включённое авто в нейтралку, высаживаем батарею, пока не появится надпись включить в положение Р чтобы зарядить ВВБ, не включаем, а выключаем машину, снимаем и разбираем ВВБ . Далее тестером смотрим напряжение на элементах, обычно центре будет минимум, а по краям максимум.

Слаживаем элементы так, чтобы в центре оказались те, что максимум и плавно, чтобы по краям стали минимальные. На пару тысяч км хватит, пока коробка не начнёт пиннаться”

Не забываем про вентилятор, который якобы охлаждает батарею, его надо чистить, крыльчатку, правда не сильно помогает, но частично продлит жизнь батарее.

Яркие симптомы без ошибки, когда батарее скоро придёт капец: заряд ВВБ с минимального порога проходит быстрее чем раньше, т.е. машина после заряда глохнет раньше плюс незначительно увеличивается расход топлива.

Самое страшное было когда паркинг, подъём на верх, не разогнаться, ты едешь на электро, заряд на исходе и он бедняга крутит ДВС и не заводит его, потому что просадка ВВБ дикая, и опять же без ошибок.

Продолжаем минусы гибридной системы, следующий минус это как быстро убивается система.

В приусе спереди внизу бампера есть воздухозаборник на радиаторы, с воздухом туда летит тонны всякой гадости, которая со временем забивает радиатор, всю эту каку сдерживает на себе радиатор кондиционера жертвуя около 1/3 своей площади, причём на охлаждение инвертора и ДВС это не влияет.

Вот такое вот чудо гибридной системы, можно было бы написать про расход как плюс, но есть и минус. С одной стороны приус может неплохо экономить топливо, с другой эта экономия выжата так, что изменяешь идеальные условия и расход растёт в геометрической прогрессии, в отличии от атмосферников. Вот вчера прокатился под сильный ветер и дождь расход вышел 6.

3, при обычном 4.7. В морозы веселее, если стоять в пробке, то приус на печку сожрёт больше топлива, нежели рядом стоящий солярис.

Если машина пару дней постоит при морозе ниже 20 градусов, то часа полтора это будет дикий овощ, потому что система не даст замёрзшей батарее ехать, будет её греть заряд-разрядом и будет на голом ДВС катиться, и расход сравняется с тем же солярисом.

Источник: https://www.drive2.ru/l/505937252937892009/

Модели гибридных автомобилей: плюсы и минусы

Гибридные автомобили, по крайней мере лучшие их модели, в последнее время становятся все более популярными, несмотря на дороговизну. С недавнего времени машины с гибридными двигателями именитые автопроизводители стали выводить в массовое производство. За ними будущее, благодаря экологичности и экономичности.

Люди, всего за полторы сотни лет технического прогресса, загадили планету до невозможности. Сейчас специалисты всех производств, включая автопром, активно работают над тем, чтобы сохранить привычные блага цивилизации и минимизировать вред природе и человечеству.

Немного истории

Идея создания машин, которые могут работать сразу на нескольких видах топлива, не нова. Еще в самом начале автомобильного бума — в 1900 году был создана такая модель. Но развития это направление не получило. Первым гибридом стал Lohner Electric Chaise, представленный Фердинандом Порше.

В настоящее время популярными моделями кроссоверов с гибридными двигателями являются: Audi A6 Hybrid, BMW ActiveHybrid X6, Cadillac Escalade Hybrid, Lexus CT200h, Mercedes-Benz S400 Hybrid, Porsche Cayenne S Hybrid, Toyota Prius, Volkswagen Touareg Hybrid.

Как они работают

Гибридный автомобиль – это высокоэкономичное авто, которое использует для движения тягу, как двигателя внутреннего сгорания, так и электромоторов. Поэтому в последнее время большинство компаний по производству автомобилей ведет активные разработки в этом сегменте автопрома.

Первый гибридный автомобиль, выпускаемый серийно, представила в 1997 году японская компания Toyota моделью Prius. Toyota Prius — самый продаваемый гибридный автомобиль в мире.

Гибрид Toyota Prius 1997 года

Главной причиной, вызвавшей значительный рост производства гибридов, стал рыночный спрос. Вызван такой интерес высокими ценами на нефть и ужесточением требований к экологической характеристике автомобилей.

Неоспоримое преимущество гибрида – низкий, по сравнению с классическим авто, расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу. Эти качества делают его удобным городским автомобилем.

Существует три принципиальные схемы устройства силовой установки гибридов:

1. параллельная,
2. последовательная,
3. смешанная.

Давайте кратко рассмотрим их.

Параллельная

Мощный электромотор позволяет быстро разогнать автомобиль, затем включается двигатель внутреннего сгорания, во время работы которого, в аккумуляторной батарее через генератор запасается электрическая энергия. По этому принципу устроены, например, автомобили компании Toyota.

Схема гибридного автомобиля

Последовательная

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работает только на зарядку аккумуляторных батарей, а вращение колес производится от электромоторов. Здесь отсутствует необходимость в мощном ДВС и коробке переключения передач. Эта схема применяется в автомобилях компании Honda и городских маршрутных автобусах.

Смешанная

Двигатель крутит колеса одновременно с электромотором. В этот момент генератор заряжает аккумуляторную батарею. Взаимодействие ДВС и электромотора достигается посредством планетарной передачи. Эта схема используется в автомобилях компании Mersedes-Benz.

Посмотрите видео о том, как устроен гибридный автомобиль.

Плюсы кроссоверов с гибридными двигателями

Главным преимуществом гибридного автомобиля является его высокая топливная экономичность при сохранении отличных ходовых и скоростных характеристик.

Расход топлива автомобиля, оснащенного гибридной силовой установкой на 30-40% ниже авто с бензиновым и на 10-15% с дизельным двигателем.

Самое главное достоинство гибридов — высокая степень экологичности.

Этот параметр напрямую связан с более экономным сжиганием углеродного топлива (бензина, солярки), в результате чего вредные выбросы в атмосферу в значительной степени снижаются.

Налоговые льготы (в основном в европейских странах) для автовладельцев, приобретающих гибридные авто, напрямую связаны с их экологичностью. Они на порядок ниже, чем для владельцев автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Многообразие гибридных авто

Выпускаются и проектируются гибриды во всех классах автомобилей, начиная от обычных городских авто и заканчивая внедорожниками и спортивными моделями.

Разрабатывают гибридные автомобили и в России. Заметным явлением в этом направлении стал ё-мобиль компании «ё-Авто».

Гибрид компании Ё-АВТО

Концепт гибрида компании Ё-АВТО внешне ничем не отличается от классического авто. И имеет вполне приличную комплектацию, не уступающую бензиновым или дизельным аналогам. А также внушительный набор средств безопасности водителя и пассажиров.

Далеко в производстве гибридных авто продвинулись автоконцерны Японии. Здесь лидирующие позиции в этом направлении автомобилестроения занимают фирмы Toyota и Honda.

Глобальный гибридный автомобиль Honda Insight 2010 года дебютировал на Международном автосалоне в 2009 году. Используя новейшую гибридную технологию Honda Motor Integrated ™ (IMA®) последнего поколения и новые, более экономичные методы производства, Honda Insight 2010 года определила новый этап в эволюции гибридных технологий, предоставив клиентам новый уровень доступности и комфорта.

Гибрид Honda Insight 2010 года

Система IMA Insight имеет возможность работать исключительно на сохранение электроэнергии в определенных условиях езды на малых и средних скоростях. Она также обеспечивает дезактивацию цилиндров в бензиновом двигателе во время торможения и отключение двигателя при остановке транспортного средства.

Благодаря инновационным технологиям, Honda Insight обеспечивает максимальную дальность пробега авто на одной зарядке более 600 километров.

Roadster также был первым серийным автомобилем, использующим литий-ионные аккумуляторные батареи и первый электрический аккумулятор массового производства, который позволил проехать более 200 миль (320км) на одной зарядке.

А рекорд, установленный новой Tesla Model S, составляет уже 900 километров на одной зарядке.

Гибрид Tesla S 2013 года

Наряду с этими выдающимися преимуществами гибридные автомобили, к сожалению, имеют и ряд недостатков.

Минусы гибридных кроссоверов

1. Гибридный автомобиль все еще является весьма и весьма недешевым удовольствием. Связано это со высокой сложностью конструкции гибридной силовой установки.

2. Сложность конструкции гибрида, как следствие, влечет удорожание его технического обслуживания на специализированных СТО.
3. Невысокая емкость и саморазряд аккумуляторных батарей.
4. Высокая зависимость уровня заряда аккумулятора от климатических условий.

   Например, на морозе батарея разрядится быстрее, если не моментально.

Несмотря на такие противоречивые характеристики, гибридные автомобили становятся все более и более восстребованными.

В значительной степени из-за того, что являются на сей момент крайним звеном автопрома перед полностью экологичными электромобилями. Судя по многообразию моделей гибридных авто и электромобилей, это светлое будущее уже не за горами.

Гибридные автомобили массово выпускаются сравнительно недавно, с начала 2000-х годов. Придет время и на улицах наших городов эти машины перестанут быть экзотикой. Они помогают сохранить воздух годов на уровне, приемлемом для здоровья человека. И это решающий фактор, который даст толчок к дальнейшему развитию этого направления в автомобилестроении.

Скорее всего недостатки, включая дороговизну, ненадежность работы аккумуляторных батарей и большой вес машины, будут устраняться. А достоинства и удобство эксплуатации увеличиваться.

И они будут доминировать над обычными бензиновыми и дизельными двигателями, по крайней мере, в городских условиях.

Источник: https://DamskyKlub.ru/obzory/gibridnye-avtomobili-modeli.html

Как работает гибридный двигатель, автомобиль гибрид

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.

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 двигатели, работающие на водороде.

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.

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.

Источник: http://AutoLirika.ru/teoriya/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel.html

Подержанный гибрид – мифы и реальность

Гибриды в последние годы могут похвастаться уникальным ростом популярности. Сегодня практически каждый производитель имеет в своем ассортименте гибридные автомобили. В тоже время, гибриды до сих пор воспринимаются, как нечто экзотическое, особенно на вторичном рынке. Главное опасение вызывает потенциальная вероятность «попасть» на замену батареи высокого напряжения.

Японцы преуспевают.

Японские производители стали первыми по части моды на компактные кроссоверы. Им же принадлежит и пальма первенства в области гибридных автомобилей. Все началось с Toyota Prius, а сегодня на рынке уже несколько десятков японских гибридов. Тойота по-прежнему остается в лидерах.

Каждая ее модель, в том числе и премиальный Lexus, имеет гибридный силовой привод, за исключением спортивного Lexus RC F. Среди всего ассортимента вторичного рынка гибридных автомобилей доля Тойты составляет около 60 процентов, а Хонды (вторая по величине) – 15 процентов. Таким образом, японцы заняли три четверти рынка гибридного рынка.

Несложно догадаться, что Европейские производители находятся далеко позади.

Не паникуйте!

Интернет-форумы – чрезвычайно полезный источник информации о надежности автомобилей.

В интернете легко найти многочисленные описания неисправностей, приключившихся с Приусом или Лексусом. Например, отказы инвертора – устройства, преобразующего постоянный ток в переменный.

Обычного читателя подобного рода сообщения приводят в ужас. Но паниковать не стоит, так как гибридных автомобилей в тысячи раз больше, чем драматичных случаев, число которых можно пересчитать по пальцам одной рукой. Просто каждая такая ситуация настолько необычная, что вызывает большой резонанс и создает ошибочное впечатление, что проблемы – обычное дело владельцев гибридов.

Тем не менее, опрошенные нами механики и собственники гибридных автомобилей, хотя и слышали о малоприятных сюрпризах, в реальности с ними не сталкивались.

При слишком редком использовании автомобиля схожие ситуации возникают и среди владельцев Honda Civic IMA. Если емкость батареи падает ниже 30%, то компьютер выдает сообщение о том, что зарядка невозможна и необходима замены аккумулятора. Но это единичные случаи.

Действительно ли гибрид экономичный?

Гибрид – автомобиль, чувствительный к температуре окружающей среды. Пока он полностью не прогреется, двигатель внутреннего сгорания будет работать все время, а расход топлива заметно вырастет. Так, в зимний период при поездках на короткие расстояния бортовой компьютер порой показывает 11-12 л/100 км.

Вождение гибрида требует специфических навыков. Скорость следует набирать быстро, а далее выдерживать крейсерский режим с очень нежным нажатием педали газа. В таком случае Тойота Приус будет потреблять в городе около 5 литров на 100 км, а Yaris Hybrid – даже ниже 4,5 л/100 км.

Виды гибридов.

Гибрид, в общем понимании, это сочетание различных технических решений. В случае с автомобилями речь идет об оснащении одновременно, как бензиновым (дизельным) двигателем, так и электрическим.

Классический гибрид последовательно-параллельного типа.

Данная схема изобретена и популяризована концерном Тойота. Расположенный впереди бензиновый двигатель соединен с планетарным редуктором, в котором одновременно размещены два электромотора (большой и маленький).

Во время медленного движения используется только электричество, накопленное в батареях высокого напряжения, которые находятся в багажнике или под задним сиденьем. При ускорениях включается двигатель внутреннего сгорания, а электрический оказывает ему помощь.

Движение на высоких скоростях осуществляется исключительно за счет двигателя внутреннего сгорания, который одновременно играет роль «зарядного устройства» для аккумуляторов высокого напряжения. Всем процессом управляет компьютер.

Водитель может принудительно использовать тягу только электродвигателя (режим «EV MODE») на небольшие расстояния.

Применение:

Toyota Prius‚ Auris HSD‚ Yaris HSD‚ Camry HSD (американский рынок)‚ все модели Lexus с литерой «h» в названии‚ Ford C-Max Energi (американский рынок)‚ Kia Optima Hybrid.

Мягкий гибрид.

Данный тип встречается среди гибридов Honda, BMW и Mercedes. Малый электрический двигатель используется лишь для поддержки двигателя внутреннего сгорания. Автомобиль не имеет возможности движения исключительно «на токе». Конструкция довольно простая и легкая, но не дает такой экономии топлива, как классическая схема, используемая Тойотой.

Применение:

Гибрид типа plug-in.

Такие автомобили позволяют длительное время передвигаться только с использованием энергии, запасенной в аккумуляторных батареях, подзаряжаемых от электрической сети. Когда заканчивается ток, в работу вступает двигатель внутреннего сгорания. Что важно, последний чаще всего не соединен с колесами, а выступает в роли генератора электроэнергии.

Применение:

Toyota Prius PHV‚ Chevrolet Volt‚ Opel Ampera‚ Volvo V60‚ Mitsubishi Outlander PHEV‚ BMW i8.

Батареи.

Большинство гибридных автомобилей используют высоковольтные батареи типа Ni-Mh (никель-металл-гидридные), размещенные в багажнике. Некоторые модели, например Mercedes S 400 HYBRID, имеют современные литий-ионные аккумуляторы, которые, исключительно в случае с Мерседес, находятся в моторном отсеке.

Согласно заявлению производителей аккумуляторы высокого напряжения рассчитаны на весь срок службы автомобиля. Тем не менее, гарантия Toyota составляет всего 8 лет или 160 000 км.

В тоже время, в США достаточно много Приусов, прошедших более 300 000 км на родной аккумуляторной батарее без вмешательства сервиса.

Стоимость нового комплекта батарей для Toyota Prius и Auris HSD порядка 2000 долларов.

Батарея Хонды дороже. Аккумулятор для Insight обойдется почти в 2500 долларов. Гарантия составляет 8 лет для моделей, выпущенных до 2010 года, и 5 лет для новых. Следует отметить, что гибриды Хонды хуже переносят редкое использование, чем Тойота.

Техническое обслуживание.

Неисправности гибридного силового привода встречаются редко. Конструкция очень надежная, но незначительные сбои могут обездвижить автомобиль на длительное время.

К сожалению, немногие механики способны диагностировать и устранять неисправности. Непрофессионализм встречается и в официальных сервисах.

Так, одному из клиентов предложили заменить аккумуляторную батарею, в то время как в сторонней мастерской недуг изгнали банальной зачисткой грязных контактов.

Заключение.

Источник: https://vvm-auto.ru/publikatsii/1122-poderzhannyj-gibrid-mify-i-realnost