Гибрид (часть 1)
Бесплатная консультация и расценка по телефону:

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.
Ремонт, диагностика, сервис - Гибрид (часть 1)
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 присуждалось 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.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ СХЕМА
Это
- самая простая гибридная конфигурация. ДВС используется только для
привода генератора, а вырабатываемая последним электроэнергия заряжает
аккумуляторную батарею и питает электродвигатель, который и вращает
ведущие колеса. Это избавляет от необходимости в коробке передач и
сцеплении. Для подзарядки аккумулятора также используется рекуперативное
торможение. Свое название схема получила потому, что поток мощности
поступает на ведущие колеса, проходя ряд последовательных
преобразований. От механической энергии, вырабатываемой ДВС в
электрическую, вырабатываемую генератором, и опять в механическую. При
этом часть энергии неизбежно теряется. Последовательный гибрид позволяет
использовать ДВС малой мощности, причем он постоянно работает в
диапазоне максимального КПД, или же его можно совсем отключить. При
отключении ДВС электродвигатель и батарея в состоянии обеспечить
необходимую мощность для движения. Поэтому они, в отличие от ДВС, должны
быть более мощными, а, значит, они имеют и большую стоимость. Наиболее
эффективна последовательная схема при движении в режиме частых
остановок, торможений и ускорений, движении на низкой скорости, т.е. в
городе. Поэтому используют ее в городских автобусах и других видах
городского транспорта. По такому принципу работают также большие
карьерные самосвалы, где необходимо передать большой крутящий момент на
колеса, и не требуются высокие скорости движения.
