Принцип работы автомобилей-гибридов

Принцип работы автомобилей-гибридов

История гибридных авто насчитывает уже почти полтора столетия, но настоящий интерес к ним возник только в конце ХХ века. Связано это было с подорожанием углеводородного топлива – бензина и дизтоплива. Немаловажную роль в популяризации гибридов сыграло также ухудшение экологической обстановки в городах. В итоге, за последние пару-тройку десятилетий ведущими автопроизводителями было создано большое количество гибридных авто, в основе работы которых лежали различные принципы взаимодействия ДВС и электромотора. В данной статье постараемся подробнее разобрать основные принципы работы гибридного автомобиля.

 

Принцип работы гибридного автомобиля
грузовик-гибрид

Классификация гибридных машин по роли электродвигателя

Под техническим термином «гибрид» подразумеваются такие автомобили, которые приводятся в движение с помощью двух различных силовых установок – внутреннего сгорания и электрической. Все подобные автомобили, в зависимости от особенностей своей конструкции разделяются на несколько типов. По тому, какую роль при движении играет электродвигатель, они могут быть:

  • Умеренными (mild). В таких моделях электромотор выступает в качестве помощника основному силовому агрегату – ДВС. С его помощью можно, например, проехать несколько километров до заправки, когда внезапно кончится топливо, или до СТО при неожиданной поломке бензинового мотора. В качестве примера подобного автогибрида можно привести «Хонду» Insight.
  • Полные (full). У таких модификаций электродвигатель выступает в качестве самостоятельной силовой установки. На малых скоростях подобные автомобили передвигаются, как правило, при помощи электрической тяги. ДВС же вступает в действие только при наборе машиной определённой скорости или показателей крутящего момента. Типичный пример таких гибридов – «Лексус» RX 400h.
  • Микрогибриды. По своей сути, этот тип авто трудно отнести к гибридным, и данное наименование скорее всего, было искусственно придумано маркетологами автоконцернов с целью увеличения продаж подобных машин. Устройство и принцип действия микрогибридов отличается тем, что они не имеют собственного, отдельно работающего электродвигателя, а вместо этого снабжены высокотехнологичным генератором с расширенным функционалом. Например, генераторы микрогибридов задействованы в работе системы «старт/стоп».

Разделение по типу взаимодействия ДВС и электромотора

По степени взаимодействия двух силовых установок друг с другом, гибридные автомобили классифицируются на:

  • Последовательные.
  • Параллельные.
  • Последовательно-параллельные.

Последовательная схема

Работают автогибриды данного типа по следующему принципу:

  1. ДВС во время своей работы передаёт крутящий момент на генератор.
  2. Генератор вырабатывает электроэнергию, которая подаётся на электродвигатель.
  3. Питаемый от генератора электромотор уже непосредственно приводит в движение колёса автомобиля.
Принцип работы гибридного автомобиля
последовательный

Особенностью конструкции подобных автогибридов является относительно небольшой по объёму ДВС, и очень мощный генератор. Минусом гибридных автомобилей последовательной конструкции следует признать необходимость постоянной работы двигателя внутреннего сгорания, без чего движения машины становится невозможным. Подобная схема на сегодня не применяется на серийных легковых гибридах, но широко используется на сверхтяжёлых карьерных самосвалах.

Например, такую конструкцию силовой установки имеет самый большой грузовик в мире – 500-тонный «БелАЗ»-75710. Общая мощность его двух дизелей составляет 4650 л.с., генератор при этом выдаёт 1700 киловатт, а каждый из четырёх электродвигателей, установленных непосредственно на колёсах, имеет мощность по 1200 киловатт.

Параллельная схема

Это одна из наиболее распространённых на сегодня конструкций автогибридов. В процессе движения автомобиля с гибридной установкой одновременно задействуются оба двигателя. При этом оба электромотор питается уже не от генератора, а от отдельных аккумуляторных батарей. Во время движения мощности обоих двигателей суммируются, что позволяет получить лучшую динамику при меньшем объёме ДВС.

Главный минус подобного технического решения состоит в том, что бензиновая или дизельная силовая установка работает только на вращение колёс. Подзарядка же АКБ при посредстве генератора в параллельных автогибридах не предусмотрена конструкцией. Заряжать аккумулятор в этом случае придётся также, как у полноценных электромобилей – при помощи розетки от домашней сети, или на электрозаправочных станциях. Классическим примером параллельных гибридов является «Honda Civic-Hybrid».

Принцип работы гибридного автомобиля
параллельный

Последовательно-параллельная конструкция

Большинство вышеперечисленных недостатков удалось избежать в комбинированной, последовательно-параллельной конструкции. Принцип работы гибридного автомобиля такого типа выглядит следующим образом. При движении подобного авто, в зависимости от параметров езды, попеременно включаются в работу либо бензиновый, либо электрический силовой агрегат. Обычно, при движении с небольшой скоростью, когда не требуется больших затрат энергии на вращение колёс, автогибрид перемещается при помощи электромотора. Когда же машина разгоняется до определённой скорости, или колёсам требуется повышенное крутящее усилие (например, при движении по бездорожью), в дело вступает ДВС.

Принцип работы гибридного автомобиля
последовательно-параллельный

Во время работы гибридного автомобиля генератор, вращаемый ДВС, одновременно подзаряжает АКБ. Этим самым повышается запас хода и увеличивается общий КПД силовой установки. Кроме того, в машинах, выполненных по последовательно-параллельной схеме, предусмотрена возможность одновременной работы электродвигателя и ДВС. Такая необходимость возникает, когда требуется значительное усиление крутящего момента. Все перечисленные особенности автогибридов подобной конструкции значительно повышают эффективность работы двигателей.

Одним из наиболее удачных автомобилей, выполненных по последовательно-параллельной схеме, следует признать «Toyota Prius», заслужившую широкую популярность во всём мире, в том числе и в нашей стране. Правда, из-за сложности конструкции, параллельно-последовательные автогибриды имеют большую цену, и более дорогостоящи в обслуживании и ремонте. Но неоспоримые плюсы таких машин делают их наиболее востребованными и перспективными среди всех гибридных авто.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector