Гибридті көлік жүйесі дегеніміз не?

Жақында электромобильдер танымал бола бастады. Дегенмен, толыққанды электр машиналарының айтарлықтай жетіспеушілігі бар - қайта зарядтаусыз шағын қуат резерві. Осы себепті, көптеген жетекші автомобиль өндірушілері өздерінің кейбір модельдерін гибридтік қондырғылармен жабдықтайды.

Негізінен, гибридті автомобиль - бұл негізгі қозғалтқыш ішкі жану қозғалтқышы, бірақ ол бір немесе бірнеше электр қозғалтқышы және қосымша аккумуляторы бар электр жүйесімен басқарылатын көлік құралы болып табылады.

Бүгінгі таңда будандардың бірнеше санаттары қолданылады. Кейбіреулері тек ішкі жану қозғалтқышына көмектеседі, ал басқалары электр тартқышын қолдана отырып жүргізуге мүмкіндік береді. Мұндай электр станциялардың ерекшеліктерін қарастырыңыз: олардың айырмашылығы неде, олар қалай жұмыс істейді, сонымен қатар будандардың негізгі және жақсы жақтары.

Гибридті қозғалтқыштардың тарихы

Гибридті автомобильді құру идеясы (немесе классикалық автомобиль мен электромобиль арасындағы крест) жанармай бағасының өсуіне, автомобиль шығарындыларына қойылатын қатаң стандарттарға және көлік құралын басқарған кезде жайлылықты қамтамасыз етуге байланысты.

Аралас электр станциясының дамуын алдымен француздық Parisienne de voitures electriques компаниясы жүзеге асырды. Алайда, алғашқы жұмыс істейтін гибридті автокөлік Фердинанд Порше шығарылды. Lohner Electric Chaise электр станциясында ішкі жану қозғалтқышы алдыңғы екі электр қозғалтқышын (доңғалақтарға бекітілген) қуаттайтын генератор ретінде қызмет етті.

Көлік 1901 жылы көпшілік назарына ұсынылды. Жалпы, мұндай көліктердің шамамен 300 данасы сатылды. Модель өте практикалық, бірақ өндіруге қымбат болды, сондықтан қарапайым автомобиль жүргізушісі мұндай көлікті сатып ала алмады. Сонымен қатар, сол кезде дизайнер Генри Форд жасаған арзан және кем емес практикалық автомобиль пайда болды.

Классикалық бензин күштері жасаушыларды ондаған жылдар бойы будандар құру идеясынан бас тартуға мәжбүр етті. Жасыл көлікке деген қызығушылық Америка Құрама Штаттарының электр көлігін жылжыту туралы заң жобасын қабылдағаннан кейін өсті. Ол 1960 жылы қабылданды.

Кездейсоқ, 1973 жылы әлемдік мұнай дағдарысы басталды. Егер АҚШ заңдары өндірушілерді қол жетімді экологиялық таза автомобильдерді ойластыруға шақырмаса, онда дағдарыс оларды мәжбүр етті.

Бірінші толық гибридті жүйе, оның негізгі қағидасы бүгінгі күнге дейін қолданылады, 1968 жылы TRW әзірленді. Тұжырымдама бойынша, электр қозғалтқышымен бірге аз ішкі жану қозғалтқышын пайдалануға болады, бірақ сонымен бірге машинаның қуаты жоғалмады, ал жұмыс әлдеқайда жұмсақ бола түсті.

GM 512 гибридті толыққанды гибридті көлік құралына мысал бола алады. Оған электр қозғалтқышы әсер етті, ол көлік құралын сағатына 17 км-ге дейін жылдамдатты. Осы жылдамдықта жүйенің жұмысын жақсартатын ішкі жану қозғалтқышы іске қосылды, соның арқасында машинаның жылдамдығы сағатына 21 км дейін өсті. Егер жылдамырақ жүру қажет болса, электр қозғалтқышы өшіріліп, автомобиль бензин қозғалтқышында тездетілді. Жылдамдық шегі 65 км / сағ.

Тағы бір табысты гибридті автомобиль VW Taxi Hybrid 1973 жылы көпшілік назарына ұсынылды.

Осы уақытқа дейін автомобиль өндірушілер гибридті және бүкіл электрлік жүйелерді классикалық ішкі жану қозғалтқыштарымен салыстырғанда бәсекеге қабілетті болатын деңгейге шығаруға тырысуда. Бұл әлі болмағанымен, көптеген оқиғалар оларды дамытуға жұмсалған миллиардтаған қаржыны ақтады.

Үшінші мыңжылдықтың басында адамзат Toyota Prius деп аталатын жаңалықты көрді. Жапондық өндірушінің ойы «гибридті автомобиль» ұғымының синониміне айналды. Көптеген заманауи әзірлемелер осы дамудан алынған. Бүгінгі күні аралас қондырғылардың көптеген модификациясы жасалды, бұл сатып алушыға өзіне ең жақсы нұсқаны таңдауға мүмкіндік береді.

Гибридті көліктер қалай жұмыс істейді

Гибридті моторды толық электромобильмен шатастырмаңыз. Электр қондырғысы кейбір жағдайларда қатысады. Мысалы, қалалық режимде, көлік кептеліс жағдайында, ішкі жану қозғалтқышын пайдалану қозғалтқыштың қызып кетуіне, сонымен қатар ауаның ластануының жоғарылауына әкеледі. Мұндай жағдайларда электр қондырғысы іске қосылады.

Гибрид дизайны бойынша келесілерден тұрады:

• Негізгі қуат блогы. Бұл бензин немесе дизельді қозғалтқыш.
• Электр қозғалтқышы. Түрлендіруге байланысты олардың бірнеше болуы мүмкін. Әрекет принципі бойынша олар әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, кейбіреулері доңғалақтарға қосымша жетек ретінде, ал басқалары машинаны тоқтаудан бастағанда қозғалтқыштың көмекшісі ретінде қолданыла алады.
• Қосымша батарея. Кейбір автомобильдерде оның қуаты аз, электрмен жабдықтау қысқа мерзімге электр қондырғысын іске қосуға жеткілікті. Басқаларында бұл батареяның үлкен сыйымдылығы бар, сондықтан көліктер электр тогынан еркін жүре алады.
• Электрондық басқару жүйесі. Күрделі сенсорлар ішкі жану қозғалтқышының жұмысын бақылайды және машинаның мінез-құлқын талдайды, соның негізінде электр қозғалтқышы іске қосылады / ажыратылады.
• Инвертор. Бұл батареядан үш фазалы электр қозғалтқышына келетін энергияны түрлендіргіш. Бұл элемент жүктемені қондырғының түрленуіне байланысты әр түрлі түйіндерге бөледі.
• Генератор. Бұл механизмсіз негізгі немесе қосымша батареяны зарядтау мүмкін емес. Кәдімгі автомобильдердегідей, генератор ішкі жану қозғалтқышымен қоректенеді.
• Жылуды қалпына келтіру жүйелері. Көптеген қазіргі гибридтер осындай жүйемен жабдықталған. Ол автомобильдің тежеу ​​жүйесі мен шасси сияқты компоненттерінен қосымша энергияны «жинайды» (автомобиль көлбеу болған кезде, мысалы төбеден, конвертер босатылған энергияны аккумуляторға жинайды).

Гибридті күштерді жеке-жеке немесе жұппен басқаруға болады.

Жұмыс сызбалары

Бірнеше сәтті будандар бар. Үш негізгі бар:

• дәйекті;
• параллель;
• қатарлы-параллель.

Сериялық тізбек

Бұл жағдайда ішкі жану қозғалтқышы электр қозғалтқыштарының жұмысы үшін электр генераторы ретінде қолданылады. Шындығында, бензин немесе дизель қозғалтқышының автомобильдің берілуіне тікелей қатысы жоқ.

Бұл жүйе аз қуатты қозғалтқыштарды қозғалтқыш бөлімінде орнатуға мүмкіндік береді. Олардың негізгі міндеті - кернеу генераторын басқару.

Бұл көліктер көбінесе қалпына келтіру жүйесімен жабдықталған, оның көмегімен аккумуляторды қайта зарядтау үшін механикалық және кинетикалық энергия электр тогына айналады. Батареяның көлеміне байланысты автомобиль белгілі бір қашықтықты тек ішкі тартқыш қозғалтқышты пайдаланбай электр тартумен ғана жүре алады.

Гибридтердің осы категориясының ең әйгілі мысалы - Chevrolet Volt. Оны кәдімгі электромобиль сияқты зарядтауға болады, бірақ бензин қозғалтқышының арқасында диапазон айтарлықтай артады.

Параллель тізбек

Параллель қондырғыларда ішкі жану қозғалтқышы және электр қозғалтқышы тандемде жұмыс істейді. Электр қозғалтқышының міндеті негізгі қондырғыдағы жүктемені азайту болып табылады, бұл отынды айтарлықтай үнемдеуге әкеледі.

Егер ішкі жану қозғалтқышы берілістен ажыратылса, автомобиль электр тартқыштан белгілі бір қашықтықты өте алады. Бірақ электрлік бөліктің басты міндеті - көліктің жылдам үдеуін қамтамасыз ету. Мұндай модификациядағы негізгі қуат блогы - бензин (немесе дизель) қозғалтқышы.

Автомобиль бәсеңдегенде немесе ішкі жану қозғалтқышының жұмысынан шыққан кезде, электр қозғалтқышы батареяны зарядтау үшін генератор рөлін атқарады. Жану қозғалтқышының арқасында бұл көліктер жоғары вольтты батареяны қажет етпейді.

Кезекті гибридтерден айырмашылығы, бұл қондырғыларда отын шығыны жоғары, себебі электр қозғалтқышы жеке қуат блогы ретінде пайдаланылмайды. Кейбір модельдерде, мысалы, BMW 350E iPerformance, электр қозғалтқышы беріліс қорабына біріктірілген.

Бұл жұмыс сызбасының ерекшелігі - иінді біліктің төмен жылдамдығындағы жоғары момент.

Сериялық-параллель тізбек

Бұл тізбекті жапон инженерлері жасаған. Ол HSD (Hybrid Synergy Drive) деп аталады. Іс жүзінде, ол электр станциясының жұмысының алғашқы екі түрінің функцияларын біріктіреді.

Көлік кептелісте баяу қозғалуы немесе қозғалуы керек болғанда, электр қозғалтқышы іске қосылады. Жоғары жылдамдықта энергия үнемдеу үшін бензин немесе дизель (көлік құралының моделіне байланысты) қозғалтқыш қосылған.

Егер сіз күрт жеделдетуіңіз керек болса (мысалы, басып озу кезінде) немесе автомобиль жоғары көтерілсе, электр станциясы параллель режимде жұмыс істейді - электр қозғалтқыш ішкі жану қозғалтқышына көмектеседі, бұл оған жүктемені азайтады және нәтижесінде отын шығынын үнемдейді.

Автомобильдің ішкі жану қозғалтқышын планетарлық қосу қуаттың бір бөлігін берілістің негізгі беріліс қорабына, ал ішінара аккумуляторды немесе электр жетегін зарядтауға арналған генераторға береді. Мұндай схемада жағдайға сәйкес энергияны тарататын күрделі электроника орнатылады.

Сериялы-параллель күштік қозғалтқышы бар гибридтің ең көрнекті мысалы-Toyota Prius. Алайда, белгілі жапондық модельдердің кейбір модификациясы мұндай қондырғыларды алды. Бұған Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h үлгілері мысал бола алады. Бұл технологияны американдық концерндер де сатып алды. Мысалы, даму Ford Escape Hybrid жолына түсті.

Гибридті агрегат түрлері

Барлық гибридтік күштер үш түрге жіктеледі:

• жұмсақ гибридті;
• орта гибридті;
• толық буданы.

Олардың әрқайсысының өзіндік функциясы, сонымен қатар ерекше сипаттамалары бар.

Микробридтік электрқозғалтқыш

Мұндай электр станциялары көбінесе қалпына келтіру жүйесімен жабдықталған, осылайша кинетикалық энергия электр энергиясына айналады және батареяға қайтарылады.

Олардағы жетек механизмі стартер болып табылады (генератор ретінде де әрекет ете алады). Мұндай қондырғыларда электр доңғалақ жетегі жоқ. Схема ішкі жану қозғалтқышының жиі іске қосылуымен қолданылады.

Орташа гибридті күш

Мұндай машиналар электр қозғалтқышына байланысты қозғалмайды. Электр қозғалтқыш бұл жағдайда жүктеме артқан кезде негізгі қуат блогының көмекшісі ретінде қызмет етеді.

Мұндай жүйелер аккумуляторға кері энергияны жинап, қалпына келтіру жүйесімен жабдықталған. Орташа гибридті қондырғылар жылу қозғалтқышын тиімді етеді.

Толық гибридті электр қозғалтқышы

Мұндай қондырғыларда ішкі жану қозғалтқышы басқаратын жоғары қуатты генератор бар. Жүйе көліктің төмен жылдамдығымен іске қосылады.

Жүйенің тиімділігі «Бастау / Тоқтату» функциясының қатысуымен, көлік кептелісте баяу қозғалған кезде көрінеді, бірақ сіз бағдаршамда күрт жылдамдықты арттыруыңыз керек. Толық гибридті қондырғының ерекшелігі - ішкі жану қозғалтқышын өшіру және электр қозғалтқышын міну мүмкіндігі.

Электрлендіру дәрежесі бойынша жіктеу

Техникалық құжаттамада немесе автомобиль моделінің атауында келесі шарттар болуы мүмкін:

• микрогибридті;
• жұмсақ гибрид;
• толық буданы;
• қосылатын гибрид.

Микробрид

Мұндай автомобильдерде әдеттегі қозғалтқыш орнатылған. Олар электрмен басқарылмайды. Бұл жүйелер іске қосу / тоқтату функциясымен жабдықталған немесе қалпына келтіретін тежегіш жүйесімен жабдықталған (тежеу ​​кезінде батарея зарядталады).

Кейбір модельдер екі жүйемен жабдықталған. Кейбір сарапшылар мұндай көліктерді гибридті көлік деп санамайды, өйткені олар электр жетегі жүйесіне енбестен тек бензин немесе дизельді қуат блогын пайдаланады.

Жұмсақ гибрид

Мұндай көліктер де электр қуатына байланысты қозғалмайды. Олар алдыңғы санаттағыдай жылу қозғалтқышын да пайдаланады. Бір ерекшелікпен - ішкі жану қозғалтқышын электр қондырғысы қолдайды.

Бұл модельдерде ұшқыш жоқ. Оның функциясын электрлік стартер-генератор орындайды. Электр жүйесі қатты үдеу кезінде аз қуатты қозғалтқыштың қалпына келуін арттырады.

Толық буданы

Бұл көлік құралдары деп электр қозғағышында біршама қашықтықты өтуге қабілетті көлік құралдары түсініледі. Мұндай модельдерде жоғарыда аталған кез-келген байланыс схемасын қолдануға болады.

Мұндай будандар электр желісінен алынбайды. Аккумулятор қалпына келтіретін тежеу ​​жүйесі мен генератордан қуат алынады. Бір зарядты жабуға болатын қашықтық батареяның сыйымдылығына байланысты.

Гибридті плагиндер

Мұндай автомобильдер электромобиль ретінде жұмыс істей алады немесе ішкі жану қозғалтқышында жұмыс істей алады. Екі электр станциясының бірігуі арқасында лайықты отын үнемдеу қамтамасыз етіледі.

Көлемді аккумуляторды орнату физикалық тұрғыдан мүмкін емес болғандықтан (электромобильдерде ол жанармай құятын орын болады), мұндай гибрид қайта зарядталмай бір заряд бойынша 50 км-ге дейін жүре алады.

Гибридті автомобильдердің артықшылықтары мен кемшіліктері

Қазіргі уақытта гибридті жылу қозғалтқышынан экологиялық таза аналогқа өтпелі байланыс ретінде қарастыруға болады. Түпкі мақсатқа әлі қол жеткізілмегенімен, заманауи инновациялық әзірлемелерді енгізу арқасында электр көлігін дамытуда оң үрдіс бар.

Гибридтер ауыспалы нұсқа болғандықтан, олардың оң да, жағымсыз да жақтары бар. Плевигаға мыналар кіреді:

• Отын шаруашылығы. Қуат жұбының жұмысына байланысты бұл көрсеткіш 30% немесе одан да көпке дейін жоғарылауы мүмкін.
• Қуатты пайдаланбай қайта зарядтау. Бұл кинетикалық энергияны қалпына келтіру жүйесінің арқасында мүмкін болды. Толық зарядталмаса да, егер инженерлер конверсияны жақсарта алса, онда электрлік көліктерге розетка қажет емес.
• Аз көлемдегі және қуатты моторды орнату мүмкіндігі.
• Электроника механикаға қарағанда әлдеқайда үнемді, олар отынды таратады.
• Қозғалтқыш қызып кетеді, ал кептелісте жүру кезінде отын шығындалады.
• Бензин / дизель және электр қозғалтқыштарының үйлесімі жоғары қуатты батареяның заряды біткен жағдайда жүргізуді жалғастыруға мүмкіндік береді.
• Электр қозғалтқышының жұмысының арқасында ішкі жану қозғалтқышы тұрақты және аз шуылдай алады.

Гибридтік қондырғыларда кемшіліктердің лайықты тізімі бар:

• Зарядтау / разряд циклдерінің көптігіне байланысты батарея тезірек жарамсыз болады (тіпті жұмсақ гибридті жүйелерде де);
• Аккумулятор жиі толығымен зарядсыздандырылған;
• Мұндай автомобильдерге арналған бөлшектер өте қымбат;
• Өздігінен жөндеу мүмкін емес, өйткені бұл күрделі электрондық жабдықты қажет етеді;
• Бензин немесе дизельді модельдермен салыстырғанда гибридтер бірнеше мың долларға көп тұрады;
• Тұрақты техникалық қызмет көрсету қымбатқа түседі;
• Күрделі электроника мұқият өңдеуді қажет етеді, ал кейбір қателер ұзақ сапарға кедергі келтіруі мүмкін;
• Электр станцияларының жұмысын дұрыс реттей алатын маман табу қиын. Осыған байланысты сіз қымбат кәсіби ательелердің қызметіне жүгінуіңіз керек;
• Батареялар температураның айтарлықтай өзгеруіне шыдамайды және өздері зарядсыздандырылады.
• Электр қозғалтқышын пайдалану кезінде қоршаған ортаға зиян тигізбейтіндігіне қарамастан, батареяларды өндіру және жою қатты ластанады.

Гибридтер мен электромобильдердің ішкі жану қозғалтқыштарының шынайы бәсекелесі болуы үшін электрмен жабдықтауды жақсарту қажет (олар көп энергияны үнемдейді, бірақ сонымен бірге өте көлемді емес), сонымен қатар батареяны зақымдамай тез зарядтау жүйелері қажет.

Сұрақтар мен жауаптар:

Гибридті көлік дегеніміз не? Бұл оның қозғалысына бірнеше қуат блогы қатысатын көлік құралы. Негізінен бұл электромобиль мен классикалық іштен жанатын қозғалтқышы бар автомобильдің қоспасы.

Гибрид пен қарапайым машинаның айырмашылығы неде? Гибридті автомобильдің электромобильдің артықшылықтары бар (қозғалтқыштың дыбыссыз жұмысы және жанармайсыз жүру), бірақ аккумулятор заряды төмендеген кезде негізгі қуат блогы (бензин) іске қосылады.