Андрей Смирнов
Время чтения: ~23 мин.
Просмотров: 1

Устройство гибридного автомобиля

Toyota Corolla Hybrid (галерея)

Возможно, это не лучший автомобиль в своем секторе, но эффективность Corolla трудно игнорировать.

Toyota долгое время была предвестником гибридного сектора, и культовый Prius стал одним из самых популярных гибридов. Японский автомобильный гигант предлагает гибридные версии на большей части своего ассортимента, и новая Toyota Corolla также не освобождена от гибридизации.

Используя уже знакомую нам и заслуживающую доверия 1,8-литровую гибридную силовую установку, собранную с Toyota Prius, Toyota Corolla должна оказаться популярной среди тех, кто хочет приобрести экономичный семейный автомобиль. Также в продаже есть два других доступных двигателя: 1,2-литровый двигатель с турбонаддувом и 2,0-литровый гибрид мощностью 177 л.с. Общая мощность системы 1,8-литрового гибридного двигателя составляет 120 л.с., хотя мотор и электродвигатель не обеспечивают пиковые значения крутящего момента в одной и той же точке диапазона оборотов.

Гибрид Corolla предлагает плавную езду по неровной дороге и довольно размеренное движение в поворотах

Шасси ведет себя на удивление плавно, особенно учитывая внимание Corolla к эффективности, но вы будете разочарованы настройкой гибридного/вариаторного режима, если попытаетесь разогнать машину сильнее. И хотя эта коробка передач CVT является большим шагом вперед по сравнению с предыдущей Toyota, вы по-прежнему будете чувствовать себя оторванным от двигателя, и это одна из причин, почему Corolla не так привлекательна в управлении, как Ford Focus

Интерьер обтянут двойными материалами, а дизайн четкий и современный, однако интеграция с Android Auto или Apple CarPlay по-прежнему отсутствует, а интерфейс восьмидюймового информационно-развлекательного дисплея неуклюжий и старомодный. Будучи скромным и дешевым в управлении автомобилем, Toyota Corolla будет чрезвычайно заманчивым предложением, особенно учитывая, сколько можно сэкономить с налогом BIK.

История разработок

Автомобиль Lohner-Porsche, 1900 год

Первым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche, разработанный конструктором Фердинандом Порше в 1900 — 1901 годах. В США гибридные автомобили начал разрабатывать Виктор Воук в 60-е — 70-е годы.

В 1980 году компания Volvo проводила эксперименты с маховиком, разгоняемым дизельным двигателем и электродвигателем, используемым для рекуперации тормозной энергии. Впоследствии от этого проекта отказались в пользу гидравлических аккумуляторов.

В СССР

В Советском Союзе работы по разработке гибридных автомобилей велись, в частности, под руководством Нурбея Гулиа. На созданном им прототипе на базе грузовика УАЗ-450, в котором накопителем энергии являлся маховик, а трансмиссией — ленточный вариатор, удалось достичь экономии топлива около 45 %.

В Курске в 1972-73 годах Н. В. Гулиа были проведены испытания городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами и вариаторами. Также были построены и испытаны гибридные силовые агрегаты для автобусов на основе гидропривода, в которых роль накопителя энергии выполняли баллоны со сжатым азотом и маслом. Несмотря на различные принципы действия этих «гибридов» эффективность их оказалась близкой друг к другу — расход топлива снижался примерно вдвое, а токсичность выхлопа — в несколько раз. Однако эти технологии не были востребованы ни советской автомобильной промышленностью, ни мировой, поскольку уровень техники тех лет еще не позволял сделать такой привод достаточно надежным и гибким при умеренной цене.

Общее описание

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой — экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение — геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов «черного золота». Одним из вариантов решения этой проблемы являются гибридные силовые установки, состоящие из обычного ДВС и электродвигателя. В отличие от электромобилей и автомобилей на топливных элементах, которые все еще остаются «автомобилями будущего», гибриды уже с 1997 года выпускаются серийно.

Давайте сравним автомобиль с обычным ДВС и электромобиль. Обыкновенный автомобиль способен проехать без дозаправки четыре-пять сотен километров и при этом отравить атмосферу некоторым объёмом вредных веществ. Заправочных станций предостаточно в любом регионе, и пополнить запасы топлива можно за считанные минуты. Электромобиль может проехать на одном заряде батарей порядка 80-160 км. Он экологически чист, бесшумен и практически безупречен до того момента, пока не наступает очередь подзарядки аккумуляторов. У существующих в наше время «электрических» машин этот процесс длится несколько часов.

Гибридные автомобили берут все лучшее от обоих моторов: ДВС и электрического. Достоинство первого – в удобном энергоносителе, жидком топливе, а второго – в выдающихся моментных характеристиках. В отличие от ДВС, электромотор не нужно заводить и «раскручивать». Он может «стоять и ждать» не потребляя энергии. Но как только дали ток, сразу получили максимальную тягу на колесах. Электродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания в режиме частых стартов и стопов (т.е., при езде в городском цикле). Двигатель внутреннего сгорания, наоборот, более эффективен на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах.

В гибриде оба двигателя работают друг на друга. ДВС крутит генератор и питает энергией электромотор. Тот, в свою очередь, позволяет ДВС работать без резких разгонных нагрузок, в наиболее благоприятных режимах. Практически все современные гибриды имеют систему рекуперации или, по-русски, «возврата энергии». Суть ее в том, что при торможении или при движении машины накатом, электродвигатели начинают крутиться от колес и работать как генераторы, заряжая батарею. Отсюда – меньший износ, экологичность и экономичность (особенно в городском цикле.)

Итак, перед нами технологичный прогрессивный автомобиль, в котором нивелируются недостатки и объединяются достоинства двух моторов. Но.., рано хлопать в ладоши, и послушаем, что говорят скептики.

Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, не любят морозов, подвержены саморазряду, срок службы их ограничен несколькими годами. А «экономность» гибрида прямо связана с состоянием АКБ. Кроме того, существует проблема утилизации отработанных батарей. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт возьмется далеко не каждый. Кроме того, высокую экологичность и экономичность гибридов многие тоже ставят под сомнение. Так, ряд тестов, проведенных авторитетными автомобильными изданиями, показал, что гибриды дают заметную экономию топлива только в городе, при движении же в смешанном цикле незначительно, а за городом существенно проигрывают современным дизелям. Почетное звание «Самый экологичный автомобиль года» в 2007 и 2008 годах присуждалась также автомобилям с дизельными моторами.

Рассмотрим подробнее, какими бывают и как устроены гибриды.

По степени гибридизации их делят на «умеренные»,«полные» и plug-in. «Полный» в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умеренный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется дополнительная мощность. Гибрид с подзарядкой (plug-in hybrid) — такой гибрид можно включать в розетку для подзарядки. В результате обладатель подобного гибрида получает все преимущества электрического автомобиля, без самого большого недостатка: ограниченного пробега на одном заряде. Когда электрический заряд заканчивается, подключается ДВС и автомобиль превращается в обычный гибрид.

По принципу взаимодействия электрической и топливной составляющих авто, гибридные приводы принято разделять на три вида: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный.

Привод дополнительных агрегатов в автомобилях с полным гибридным приводом

Основной проблемой является привод дополнительных агрегатов, которые при остановке двигателя должны работать. Приводимые ранее в действие посредством ДВС компоненты теперь должны работать только на электричестве.

Электрический вакуумный насос

Функции вакуумного насоса:

  • обеспечение пониженного давления в усилителе тормозного усилия,
  • поддержание подачи пониженного давления в режиме старт/стоп.

Электрогидравлический усилитель рулевого управления

Для работы усилителя рулевого привода во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить усилитель и ДВС и обеспечить независимую поддержку рулевого управления. Благодаря такой поддержке по мере необходимости одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива.

Компрессор кондиционера с электроприводом

Для обеспечения достаточной мощности охлаждения салона автомобиля во время автоматической остановки двигателя необходимо разъединить привод компрессора кондиционера и ДВС и обеспечить независимое кондиционирование салона, а также независимое охлаждение высоковольтной батареи. Это выполняется при помощи компрессора кондиционера с электрическим приводом. Благодаря такому охлаждению одновременно обеспечивается оптимизация расхода топлива. Электрический компрессор кондиционера отвечает за всасывание, сжатие хладагента и прокачивания его через систему. Электрический компрессор кондиционера в зависимости от температуры испарения плавно регулируется блоком управления кондиционера в диапазоне от 800 до 9000 мин^-1.

Примечания

  1. Щербакова А. А. История ботаники в России до 60-х годов XIX века (додарвиновский период). — Новосибирск: «Наука», 1979. — 368 с.
  2. Roberts E., Card L. (1933). V World Poultry Congr., 2, 353.
  3. ↑ Morley F., Smith J. (1954). «Agric. Gaz. N. S. Wales» 65, N. 1, 17.
  4. Saeki J., Kondo K., et al. (1956). «Jpn. J. Breed.» 6, N. 1, 65.
  5. ↑ Warren D. (1934). «Genetics» 19 600.
  6. ↑ Дубинин Н. П., Глембоцкий Я. Л. (1967) Генетика популяций и селекция. — М.: Наука с. 487, 496.
  7. ↑ Добрынина А. Я. (1958) Реципрокные скрещивания московских кур и леггорнов. Тр. Ин-та генетики АН СССР, М, № 24, с. 307.
  8. Асланян М. М. (1962) Особенности наследования и эмбрионального развития поросят при скрещивании свиней крупной белой породы и шведский ландрас. Научн. докл. высш. школы, № 4, с. 179.
  9. ↑ Александров Б. В. (1966) Рентгенографическое исследование варьирования и характера наследования числа позвонков при скрещивании свиней крупной белой породы и ландрас. Генетика. 2 № 7, с. 52.
  10. К. Вилли (1964) Биология. — М., Мир., 678 с.
  11. ↑ Грант В. Эволюция организмов. М.: Мир, 1980. 480 с
  12. Dobzhansky Th. 1951. Genetics and the Origin of Species, 1st, 2d, and 3d eds. Columbia University Press, New York
  13. Dobzhansky Th. 1970. Genetics of the Evolutionary Process. Columbia University Press, New York
  14. Grun P. 1976. Cytoplasmic Genetics and Evolution. Columbia University Press, New York
  15. Бабаев А. А., Винберг Г. Г., Заварзин Г. А. и др. Биологический энциклопедический словарь / Гиляров М. С.. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.
  16.  (недоступная ссылка). Дата обращения 11 сентября 2011.
  17. Ежек Зденек, Орхидеи. Иллюстрированная энциклопедия. Издательство: Лабиринт, 2005 г

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

  • ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
  • нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
  • не нужно сцепление и коробка передач;
  • автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

  1. потери энергии в процессе преобразований;
  2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

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).


рекуперативного торможения

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

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.

Мне нравится1Не нравится

Плюсы и минусы автомобиля гибрида

Гибрид авто имеет массу достоинств. Среди них:

  • Расход бензина в пробках сокращается на 20-25 процентов.
  • АКБ подзаряжается во время движения.
  • Возможность зарядки от сети мощностью 220 в.
  • Мгновенный разгон (за 7 секунд машина ускоряется до 100 км/ч).
  • Мало выбросов углекислого газа в окружающую среду.
  • Отличная работа (КПД) в городской среде.
  • Уменьшение износа деталей тормозной системы.
  • Режим электродвигателя отличается бесшумностью.

     При покупке гибрида обнаруживаются и недостатки. На трассах выгоды гибридных машин не так очевидны. Аккумуляторы нового типа не характеризуются большим сроком службы. Напротив, любой резкий скачок температурных режимов может стать причиной преждевременной поломки. А утилизация отработанного мотора – целая проблема для автолюбителя.

     Тем не менее, достоинства автомобиля оцениваются по высшему разряду. При покупке электромобиля потребителя сдерживают только цены. Впрочем, и ремонт, и стоимость запасных частей обойдутся дороже. Не каждый профессионал возьмется за восстановление сложной конструкции движка.

Обслуживание и эксплуатация гибрида в зимний период 

     Бытует мнение, что, когда наступают холода, электромобиль гибрид не используется: аккумулятор категорически не переносит критических температур и выходит из строя. На практике собственники машин активно эксплуатируют свое движимое имущество даже при – 26 градусов при соблюдении некоторых условий эксплуатации транспортного средства:

  • Перед началом сезона проводится диагностика батареи.
  • При наступлении зимнего периода собственник поддерживает зарядку АКБ до 70 процентов.
  • Если владелец не планирует пользоваться автомобилем зимой, то не нужно забывать заводить машину не менее чем три раза в неделю.
  • При разрядке батареи возможно «прикурить» средство передвижения. Для этого не рекомендуется нажимать на педаль газа. Для восстановления работоспособности автомобиля достаточно положить провода на батарею, подождать некоторое время и начинать заводить стартер.

     В гараже гибридный автомобиль не хранится. Он просто готовится к зимнему сезону. На станции технического контроля проверяются следующие компоненты и агрегаты: дроссельную заслонку, свечи, катушку зажигания. Обязательная диагностика проводится раз в год.

Марки гибридных автомобилей

     Первый электромобиль был изобретен еще в 1899 году Фердинандом Порше и с тех пор началась «гибридизация», но серийно машины будущего стали выпускаться только ровно через век. Первопроходцем считается Toyota Pirus, вышедшая с конвейера в Японии в 1997 году.

     В России на сегодняшний момент предлагаются следующие виды гибридных машин:

  • Audi Q Данное транспортное средство имеет мощность 245 лошадиных сил и разгоняется до максимальной скорости в 222 км/ч. Благодаря электромотору к базовой стоимости автомобиля прибавляется 1 миллион рублей. Таким образом, цена поднимается до 2 миллионов 500 рублей. Audi Q Автомобиль разгоняется до 100 км ровно за 7.3 секунд. Расход топлива равняется 6.2 л на 100 км.
  • BMW ActiveHybrid Стоимость данной модели составляет 5 миллионов рублей.
  • Cadillac Escalade. Американец по праву признан городским хэтчбеком. Его характеристики: полный привод, мотор 337 лошадиных сил, скорость до 180 км/ч.
  • Lexus RX400h — это доступная марка для среднего класса. За 1 миллион 200 тысяч будущий владелец получает минимальный расход бензина в городских условиях – до 3,9 литров.
  • Honda Civic Hybrid — Очень надежный и экономичный автомобиль.

  • Mercedes-Benz S Гибрид-седан считается самой дешевой моделью. Мотор и электродвигатель имеют суммарную мощность 299 лошадиных сил.
  • Toyota Prius. Эта марка – самая дешевая в России (1 миллион 200 тысяч рублей). Он ускоряется за 10,4 секунд и экономит топливо из расчета 3,7 на трассе и 3,9 – в пробках.

     Электродвигатель рассматривается автолюбителями как альтернативный источник энергии. Его заводская установка позволяет придать автомобилю небывалую динамичность, мощность. Кроме того, у автолюбителя не возникает проблем с «зелеными» правозащитниками. Также учтите, при осуществлении выгодной покупки собственники могут заезжать на заправочную станцию не чаще, чем 2 раза в неделю. Шагайте в ногу со временем и приобретайте автомобиль будущего!

Перспективы автомобилей гибридов

Сегодня большинство автопроизводителей однозначно заявляет о широких перспективах гибридных технологий. При этом многие компании, к примеру, концерн BMW, пытается вывести на рынок машины спортивного класса, оснащенные гибридной силовой установкой и имеющие большой запас хода от аккумуляторов.

В условиях же российских реалий перспективы «гибридов» выглядят более туманно. Ситуация могла бы измениться в случае снижения таможенных пошлин для гибридных авто, аналогично тому, как это было сделано с электромобилями.

Пока же «гибриды» остаются гораздо более дорогими, нежели обычные автомобили с ДВС, а большие расстояния между городами сводят на нет их экономическую эффективность.

Видео — гибридный автомобиль Mitsubishi Outlander PHEV:

Может заинтересовать:

Выбрать видеорегистратор: незаменимый гаджет для водителя

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Подарки для автолюбителей — что выбрать?

Некоторые водители предпочитают видеорегистратор в виде зеркала

Самые надежные машины в мире

1. Toyota Prius – первый в мире массовый гибридный легковой автомобиль

Оригинальный дизайнерский подход к внешнему виду автомобиля дополняется высокой степенью экологичности. Благодаря электрическому двигателю, средний расход топлива модели – от 5 до 6 л на 100 км.

Преимущества:

  • высококачественное лакокрасочное покрытие;
  • более длительный беспроблемный срок службы по сравнению с другими автомобилями;
  • существенная экономия топливной смеси;
  • долговечная аккумуляторная батарея;
  • ходовая часть хорошо поддается ремонту;
  • надежность и простота силовой передачи.

Недостатки:

  • автосалон прогревается медленно;
  • интерьер произведен из низкокачественных материалов;
  • маловместительный багажник;
  • транзисторы инвертора зачастую перегреваются;
  • при выходе из строя любой детали высоковольтной батареи потребуется полная ее замена;
  • низкий клиренс;
  • реакции на рулевое управление расплывчаты;
  • охлаждающая жидкость помпа ненадежна.

2. Hyundai Elantra – автомобиль среднего класса по европейской классификации

Преимущества:

  • необычности и привлекательности внешнему виду добавляют ходовые огни и капот;
  • малолитровые двигатели имеют хорошую динамику;
  • большой размер мультимедийного тачскрина;
  • руль с подогревом;
  • хорошую шумоизоляцию обеспечивают тканевые подкрылки;
  • необычное решение отделки приборной панели;
  • шины оснащены датчиками давления;
  • обе оси имеют дисковые тормоза;
  • линзованные фары.

Недостатки:

  • для стабильной работы двигателя требуется качественное топливо;
  • модель значительно возросла в цене на автомобильном рынке России;
  • 3 см противотуманки безрезультатны;
  • педаль сцепления отличается тугостью;
  • низкий дорожный просвет;
  • жесткая подвеска;
  • двигатель шумно работает на больших оборотах.

3. Lexus GS – автомобиль бизнес-класса

Качественные детали и расходники отличаются большим сроком службы и значительно превышают ресурс, заявленный автопроизводителем.

Преимущества:

  • большой вместительный салон и багажник;
  • экономичный расход топлива – в среднем 11.8 л на 100 км;
  • комфортный салон, отделанный кожей;
  • полный привод;
  • система стабилизации;
  • красивый внешний вид.

Недостатки:

  • не всегда хватает резкости при переключении адаптивного «автомата»;
  • нет возможности отключить систему антизаноса и контроля давления в шинах, что делает проблематичным замену нового комплекта колес;
  • закисают направляющие суппортов;
  • передние тормоза не соответствуют массе авто.

4. Lexus NX – компактный кроссовер премиум-класса

Преимущества:

  • легкая в управлении, четко реагирует на полученные команды;
  • аэродинамические сиденья;
  • очень удобный и вместительный салон;
  • хорошая система безопасности водителя и пассажиров;
  • эксплуатационное обслуживание не из дешевых, но качественное;
  • впечатляющая дизайнерская работа;
  • хорошее расстояние между передней и задней осями автомобиля.

Недостатки:

  • модель с 2.0 двигателем на 150 л. с. имеет проблемы с динамикой;
  • плохая звукоизоляция;
  • в багажнике отсутствуют ниши и крепления.

5. Toyota 4Runner – классический среднеразмерный внедорожник

Преимущества:

  • хорошая проходимость благодаря большому дорожному просвету;
  • линзованные фары;
  • комфортный и вместительный салон;
  • надежный двигатель и основные узлы;
  • не привередлив к заливаемому топливу;
  • наличие климат-контроля;
  • хорошая обзорность дороги.

Недостатки:

  • низкое качество материалов в отделке интерьера салона;
  • неудобная трансформация третьего ряда сидений;
  • бамперы отличаются повышенной хрупкостью;
  • кузов подвержен коррозии из-за слабого лакокрасочного покрытия;
  • небольшой объем багажника, так как значительное пространство занимает третий ряд;
  • салон прогревается медленно;
  • педаль газа слабо реагирует на нажатие;
  • кузовные детали из тонкого металла.

Преимущества машин с гибридным двигателем

Наверняка многие зададутся вопросом, а для чего вообще «городить огород» с аккумуляторами, электромоторами, батареями и двигателем внутреннего сгорания? Что дает гибридная схема силовой установки?

Перед тем, как ответить на этот вопрос, стоит вспомнить, когда «традиционный» автомобиль расходует наибольшее количество топлива. Известно, что максимальный расход (и, соответственно, токсичность выбросов) приходится на этап разгона до крейсерской скорости, а также в городском режиме движения при частых разгонах-торможениях.

Видео — как можно улучшить гибридный автомобиль:

Таким образом, электропривод в машинах с гибридной силовой установкой вступает в действие именно в этих режимах. При полностью заряженной батарее «гибрид» начинает движение на электротяге, а при достижении определенного скоростного порога (в зависимости от модели он составляет от 20 до 40 километров в час) в действие вступает двигатель внутреннего сгорания.

Таким образом, снижается расход топлива в городском цикле езды, уменьшается количество токсичных выхлопов и снижается общий уровень шума, издаваемого автомобилем при движении.

Также традиционным преимуществом гибридных автомобилей принято считать лучшую динамику в сравнении с автомобилями, имеющими ДВС сходной мощности и объема.

Достигается прирост скорости разгона возможностью совместно задействовать электропривод и бензиновый силовой агрегат при включении соответствующего режима. В таком случае автомобиль получает прирост дополнительной мощности при высоком коэффициенте полезного действия, который характерен для электрических двигателей.

Что такое гибридная машина

Прежде чем назвать лидеров, среди которых есть и самые дешёвые гибридные автомобили, нужно понять саму суть подобных автотранспортных средств.

Гибридным называют автомобиль, который используется 2 силовых агрегата. Основным выступает классический ДВС, функционирующий на бензине или дизельном топливе. А помогает ему электромотор.

Обычно электродвигатель включается в работу при движении на небольших оборотах. Это даёт возможность заметно экономить топливо, поскольку включается электрическая тяга, а ДВС в это время не работает. Когда осуществляется обратный переход на ДВС, аккумуляторы начинают восстанавливать свой заряд с помощью генератора, как и обычные автомобильные АКБ.

Ещё одним преимуществом гибридов выступает высокий уровень экологичности.

Перспективы в России

В России группой ученых (В. В. Давыдов, А. И. Лаврентьев и др.) под руководством д. т. н. профессора Н. В. Гулиа (Московский государственный индустриальный университет) предложен метод радикального увеличения эффективности гибридного силового агрегата за счет резкого снижения потерь в трансмиссии. Применение специально разработанной дифференциальной системы разделения потоков мощности позволяет поднять КПД бесступенчатой трансмиссии гибрида до 95 % — 97 % и передавать через варьируещее звено не более 15 % от полной мощности. Однако в такой системе в качестве накопителя энергии обязательно должен применяться маховик с механическим отбором мощности — в противном случае разделение потоков мощности в трансмиссии гибрида будет неэффективным при рекуперативном торможении и разгоне автомобиля.

Ё-мобиль — проект, нацеленный на создание в далекой перспективе автомобиля, работающего на электричестве, получаемом от генератора с газовым (бензиновым, дизельным) роторно-лопастным двигателем и ёмкостного накопителя энергии. Разработка городского гибридного автомобиля была начата силами компании «ЯРОВИТ Моторс», а затем предложена Михаилу Прохорову в качестве предмета совместной деятельности[источник не указан 2504 дня]. Сотрудничество «ЯРОВИТ» и Михаила Прохорова началось задолго до легкового гибрида — не позднее 2004 года, в котором тяжёлые грузовики «Яровит» проходили опытную эксплуатацию на предприятиях «Норильского Никеля», одним из совладельцев которого являлся Михаил Прохоров. В 2013 году проект Ё-мобиль из-за недостатка финансирования был свёрнут, документация передана НАМИ. Следует отметить, что в 2011 году также был создан проект Яровит-Ё-мотоспорт. В рамках этого проекта был создан спортивный болид класса R-1 с гибридной силовой установкой на узлах Лексуса, Мицубиси и д.р. доноров (конструкторы Кругленя А., Кобрусев С., Валюк В., Ковальчук В. и д.р.). Болид был презентован на Красной площади. В 2012 году началась разработка спортивного грузовика класса Т4. Летом 2014 года спортивный проект был свёрнут, зимой 2015 года Представительство Яровит-Моторс в Беларуси закрылось, не рассчитавшись со своими работниками по зарплате (на начало 2018 года задолженность Яровит-Моторс перед бывшими работниками так и не ликвидирована).

Toyota Prius (галерея)

Toyota Prius — самый продаваемый гибрид в мире, и для этого успеха есть все основания. Бензиново-электрическая гибридная трансмиссия Приус довольно надежна, продумана и чрезвычайно экономична, что позволяет водителям путешествовать на короткие расстояния в полностью электрическом режиме или с комбинацией двигателя и электродвигателя. При этом если вы действительно хотите снизить потребление топлива до минимума, подключаемый модуль Prius добавляет дополнительную возможность зарядки аккумуляторов от сети.

Мощность исходит от 1,8-литрового бензинового двигателя в 98 л.с. и электромотора. Оба устройства работают вместе производя мощность 121 л.с. На короткие расстояния — один километр или два — и на низких скоростях Prius может ехать только на электродвигателе, что обеспечивает бесшумную работу без вредных выбросов.

Примечание: в нормальных условиях двигатели работают без сбоев, обеспечивая непревзойденную производительность, а коробка передач CVT не такая шумная, как в предыдущих моделях. И хотя предыдущие автомобили Prius были довольно скучными в управлении, новая модель отличается удивительной динамикой.

В сравнении с некоторыми гибридными моделями, Prius был спроектирован на основе системы привода, поэтому он имеет столько же места внутри, сколько семейный хэтчбек. К тому же пространство может быть расширено еще больше, если убрать задние сидения. В центре приборной панели множество дисплеев с эко-вождением, при этом головной дисплей является стандартным.

Электродвигатели для мощности и экономии

Когда-то гибридные автомобили считались утопией, сегодня же на рынке огромный выбор разных марок, модификаций и комплектаций. Давайте рассмотрим их подробнее.

Термин «гибрид» относится к автомобилю, имеющему по крайней мере два источника энергии — традиционный, использующий бензин или ДТ и электрический. Благодаря кооперации топливопотребление заметно снижается, как и вред окружающей среде.

Среди самых экономичных и экологичных авто по-прежнему лидируют электрические, но их покупают не так охотно, как гибридные. Последние питаются как обычным топливом, так и электричеством, не загрязняя природу губительными выбросами и не создавая дополнительный шум. Но гибриды бывают разными. Рассмотрим самые распространённые категории:

  1. Полные гибридные автомобили: обычный бензиновый (или дизельный) ДВС используется только для подзарядки энергетической батареи. Это практически электромобили, и на данный момент они самые экономичные;
  2. Параллельные: автомобиль в движение приводят одновременно электрический агрегат и обычный;
  3. Последовательные: способны работать только на электричестве (в пределах города) или только на топливе (на автомагистралях);
  4. «Мягкие»: электромотор активируется лишь в сложных ситуациях, когда необходима добавочная мощность – при резком ускорении, например, или подъёме по склону. ДВС выключается при езде накатом, торможении и в простое, на холостом ходу. Когда требуется резкое ускорение, в игру вступают оба агрегата: электрический помогает бензиновому, в итоге поддерживается хорошая динамика и экономичность. Мощный стартер позволяет заводиться мгновенно, а экономия топлива доходит до 30% на фоне обычных не гибридных авто.
  5. Подключаемые плагин-гибриды: эти машины способны заряжаться от электросети. Когда есть возможность систематически подпитывать батарею от внешних источников (зарядных станций или устройств), можно ездить на одном электричестве. Если нет, когда истощится запас энергии, в работу включится ДВС. В этом их преимущество перед электромобилями – те не смогут передвигаться, когда энергетические хранилища опустеют.

Гибридные автобусы

Hybrid Orion VI Metrobus

Автобусы с гибридными (дизель/электричество) силовыми установками разрабатывают и производят:

  • New Flyer Industries — Канада. Выпускает гибридные автобусы с 1997 года.
  • DaimlerChrysler — автобус Orion VII. Гибридная схема разработана совместно с компанией BAE Systems;
  • General Motors — Гибридная схема GM/Allison разработана совместно с DaimlerChrysler и BMW;
  • Enova (США);
  • First Automotive Works (FAW) (Китай) — Гибридная схема Enova;
  • Solaris Bus & Coach (Польша) — Гибридная схема GM/Allison;
  • APTS (Нидерланды) — Гибридная схема GM/Allison (Phileas);
  • Optare Group (Великобритания) — Гибридная схема GM/Allison;
  • Nova Bus (Канада) — Гибридная схема GM/Allison;
  • Beiqi Foton Bus (Китай) — Гибридная схема Eaton Corporation.
  • ЛИАЗ (Россия) — автобус ЛиАЗ-5292.
  • Тролза (Россия) — экобус ТролЗа-5250 с микротурбиной (топливо — природный газ, пропан, бутан) на базе троллейбуса Тролза-5265
  • Dongfeng Motor Company (Китай) — автобус Dongfeng EQ6110.
  • Volvo — Volvo 7700 Hybrid. К началу 2013 года компания произвела около 1600 гибридных автобусов.
  • Hyundai Motor Company — автобус Blue City.
  • Белорусская компания Белкоммунмаш в 2013 году выпустила троллейбус модели 43303А с дизель-генераторной установкой.

Наибольшее распространение гибридные автобусы получили в Северной Америке. General Motors с 2004 года к июню 2008 года поставил более чем в 30 городов США и Канады 1000 гибридных автобусов. Компания Orion Bus Industries к сентябрю 2009 года произвела 2200 гибридных автобусов. Первые шесть гибридных автобусов в Лондоне начали эксплуатироваться в начале 2006 года. First Automotive Works начала производство гибридных автобусов осенью 2005 года.

Разрабатывают гибридную схему для автобусов, состоящую из водородных топливных элементов и аккумуляторов:

  • Японские компании Toyota и Hino;
  • Бельгийская компания Van Hool совместно с компаниями ISE Corp (США) и UTC Power (США)
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации