Что такое гибридный двигатель на автомобиле: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива
Что такое гибридный двигатель автомобиля: схема и принцип работы
Доброго дня! Сегодня мы разберем и расскажем о том, что такое гибридный автомобиль и его двигатель. Затронем принцип работы и взаимодействие с основным мотором.
Гибридный двигатель современного авто
Подавляющее большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но, учитывая мировые тенденции на снижение нефтяных запасов, а также необходимости бережного отношения к окружающей среде, подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное, мощное. Это позволит полностью удовлетворить потребности человека комфортном и безопасном передвижении.
Хорошей альтернативой автомобилям, работающим на энергии сгорания топлива, могут стать электромобили, питающиеся электричеством — это не гибридный вариант авто.
Правда, сегодня они еще имеют определенные конструктивные недостатки. В частности это малый запас хода (не превышает 150 – 180 км), большой срок подзарядки (занимает несколько часов). Кроме прочего такие машины дорого стоят, поэтому рассчитывать, что они полностью придут на замену топливным машинам не стоит.
Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые питают тягу авто.
Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости машины, повышение уровня мощности и экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей. Одной заправки бака топливом хватает на большее расстояние, даже при повышенной мощности или расходе горючего в городских условиях, чем в обычном автомобиле.
Принцип работы гибридного мотора
Чтобы понять, что представляют собой и как работают автомобили с гибридным двигателем, следует рассмотреть принцип их действия. Сегодня, учитывая степень гибридизации, выделяют три типа двигателей:
- умеренные;
- полные;
- plug-in.
Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС. А установленный электродвигатель включается и работает в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход экономит топливо (ведь его расход при увеличении мощности возрастает), равномерно использовать ДВС и не допускать чрезмерных перегрузок.
Для второго типа гибридного авто характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС используется как источник постоянной подзарядки. Это дает выработать постоянный режим работы ДВС, что дает достигнуть максимального показателя КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива снижается.
В третьем случае в автомобиле добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу гибрида).
Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда машина двигается накатом (свободным ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива.
Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей
Сегодня выделяют три схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на гибридных двигателях:
- последовательную;
- параллельную;
- последовательно-параллельную.
В первом случае принцип взаимодействия прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается как тяговая сила.
Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:
- равномерность работы ДВС;
- достижение максимального КПД;
- снижение уровня потребления топлива;
- отсутствие системы переключения передач;
- передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.
Но есть и недостатки в гибридных машинах. В частности необходимость использования внушительных размеров аккумуляторов, а также потеря энергии в процессе преобразования.
В следующей, параллельной схеме используются два двигателя одновременно. При этом основным тяговым агрегатом остается ДВС, а электромотор выступает как вспомогательный. Его сила используется, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.
Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда авто постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридная машина работает от двигателя внутреннего сгорания.
Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь, энергия тягового ДВС частично перенаправляется на генератор, заряжающий электродвигатель. В дальнейшем путем компьютерного регулирования оптимально синхронизируется работа двух двигателей. Это позволяет максимально использовать полезные моменты каждого из них.
По сути на выходе получается универсальное транспортное средство, способное одинаково комфортно чувствовать себя как в городских условиях, так и на скоростных трассах. Но есть здесь и некоторые недостатки. В частности очень сложная конструктивная система, аккумулятор весьма внушительной мощности, компьютерное управление, необходимость установки дополнительного генератора.
На сегодня это все, что мы хотели рассказать про гибридный двигатель.
Поделитесь информацией с друзьями:
Гибридный автомобиль: победа над расходом топлива
Гибридным считается автомобиль, который в движение приводит не один, а два или несколько двигателей – бензиновый или дизельный, плюс электрический. В настоящее время наиболее распространены автомобили с бензин/электрическими двигателями, хотя в последние пару лет активно развивается производство дизель/электрических моторов для легковых автомобилей.
История
Пионером строительства гибридных автомобилей стали немцы – еще на заре ХХ века известный автомобильный конструктор Фердинанд Порше создал модель Lohner-Porsche, который первоначально был чистым электромобилем.
Затем Порше догадался встроить в схему трансмиссии своего электрокара два бензиновых мотора, которые снабжали энергией электродвигатели, установленные на колеса автомобиля. Часть энергии, которая не потреблялась на вращение колес, передавалась по проводам в аккумуляторные батареи, где хранилась «про запас» и расходовалась по мере надобности. Впрочем, такие автомобили не были востребованы на рынке из-за сравнительной дороговизны и сложностей с обслуживанием. На долгие годы идея серийного производства гибридных автомобилей была забыта, пока в середине 1960-х годов, когда в мире разразился бензиновый кризис, ученые снова обратили внимание на использование в качестве подспорья электрических двигателей.
Работы над созданием гибридных двигателей и трансмиссий велись в США американским ученым Виктором Воуком, который установил на модель Buick Skylark электрический мотор, работавший в паре с роторной силовой установкой от Mazda RX2. После того, как созданный Воуком прототип показал внушительные результаты топливной экономичности (расход топлива снизился до 50%), крупные автомобильные компании обратили внимание на эту технологию и стали вкладывать инвестиции в создание собственных гибридных технологий. Помимо топливной экономичности, производителей автомобилей в гибридах привлекал и низкий, по сравнению с бензиновыми и дизельными машинами, выхлоп. В США как раз стартовала массированная кампания в защиту окружающей среды, правительство разрабатывало программы поощрения производителей, ориентированных на экологически чистое производство. Часть этих программ предусматривала предоставление налоговых льгот, и автомобильные корпорации поспешили ухватиться за эту возможность снизить налоговую нагрузку на свои предприятия.
Расцвет производства серийных гибридных автомобилей пришелся на конец 1990-х — начало 2000-х годов. В 1997 году стартовало серийное производство гибридной модели Toyota Prius, которая и в настоящее время занимает лидирующие позиции по продажам как в США, так и в других странах мира.
Toyota Prius (NHW10) ’1997–2000
Еще одним гибридным автомобилем, снискавшим коммерческий успех в Соединенных Штатах, стала Honda Insight.
Honda Insight (ZE1) ’1999–2006
Довольно скоро США превратились в лидера по использованию гибридного легкового транспорта, тогда как в остальных странах, даже несмотря на налоговые льготы и другие программы поощрения, продажи машин на гибридной тяге значительно отстают от американских. Причем, в США помимо компактных автомобилей популярностью пользуются внедорожники и спортивные автомобили-гибриды.
Как это работает?
Принцип работы гибридного автомобиля заключается в том, что энергия, производимая бензиновым или дизельным двигателем, передается на электрический генератор, а оттуда – на электромоторы, которые приводят в движение колеса автомобиля. Существуют три варианта гибридного привода. Первый, последовательный, когда двигатель внутреннего сгорания соединяется с электрическим генератором автомобиля, а один или несколько электромоторов – с ведущими колесами автомобиля.
Второй, параллельный, когда двигатель внутреннего сгорания и электромотор передают энергию на колеса через специальный дифференциал, который, в зависимости от условий, задействует энергию бензинового (дизельного) или электрического мотора. Такой тип привода предполагает использование механической коробки передач (для большинства гибридов предусмотрен бесступенчатый вариатор), что в значительной мере удешевляет как производство такого автомобиля, так и его конечной стоимости и последующей эксплуатации.
Наконец, третьим вариантом гибридного привода является последовательно-параллельный. В этом случае двигатель внутреннего сгорания, электромотор и электрогенератор объединены между собой при помощи планетарного редуктора.
Плюсы
К преимуществам гибридного автомобиля перед бензиновыми и дизельными относят его экономичность и экологичность. Использование, особенно в городских условиях, электрической тяги способствует экономии бензина (дизеля), и, как следствие, меньшему загрязнению окружающей среды. Кроме того, на гибридных автомобилях используется система рекуперации энергии, когда при торможении энергия не расходуется попусту, а аккумулируется в батареях и используется для питания различных электроприборов в автомобиле. Еще один элемент гибридов – система Старт/Стоп, отключающая двигатель при кратковременных остановках и включающая при возобновлении движения. Сегодня эта система активно используется и на автомобилях с традиционными видами топлива. Использование мощности двигателя внутреннего сгорания и электромотора позволило сделать гибридный автомобиль более динамичным, чем его обычная версия – и это тоже является неоспоримым преимуществом такого типа машин. Поэтому довольно скоро такими силовыми установками начали оснащать спортивные автомобили и внедорожники.
Volkswagen Touareg Hybrid
Нельзя забывать и о еще одном аспекте – увеличенном пробеге гибридного автомобиля. Там, где заглохнет бензиновая или дизельная машина, «сдохнет» аккумулятор у электрокара, гибридное авто проедет и будет ехать еще не один десяток километров – до ближайшее автозаправки или «розетки» (ведь некоторые модели гибридов, такие Chevrolet Volt, можно подзаряжать от электросети).
Минусы
Есть у гибридных машин и свои недостатки, главный из которых – дороговизна. Так как гибридная технология, несмотря на длительное развитие, еще несовершенна, производство подобных двигателей и особенно их дальнейшее обслуживание представляет собой весьма недешевое удовольствие. Даже в Соединенных Штатах, где гибриды завоевали признание, соотношение их к автомобилям, работающим на традиционном топливе, все еще незначительно. Мало того, что авто с гибридным мотором дороже такой же «бензиновой» модели, так и его сервисное обслуживание сложное и потому затратное. Особенно это касается обслуживания установленных на гибридные авто аккумуляторных батарей, которые эффективно работают не во всяких климатических условиях. В странах с умеренно-холодным климатом (к которым, в частности, относится и Россия), аккумуляторные батареи разряжаются чаще, следовательно, сокращается их ресурс. Да и ремонт либо утилизация вышедшей из строя батареи – удовольствие не из дешевых.
К тому же есть и еще один негативный аспект гибридного автомобиля – средний срок его окупаемости составляет порядка пяти-шести лет, а многие российские автовладельцы привыкли менять авто раз в три-четыре года. Следовательно, покупать гибрид ради экономии на топливе в России – невыгодно.
вопросов о гибридных автомобилях | Регионы
Целевая страница сегмента — это Personal Insights. Нажмите здесь, чтобы перейти на целевую страницу сегмента.
Ответы на ваши вопросы о гибридных автомобилях
Тип контента: Статья
Гибридный автомобиль имеет несколько отличий от других типов транспортных средств, поэтому, прежде чем вы решитесь его купить, важно лучше понять эти довольно сложные автомобили.
Кэри Крейн, старший отраслевой аналитик компании TrueCar , объясняет все тонкости гибридов, чтобы помочь вам понять, подходит ли он вам.
Что такое гибридный автомобиль?
Гибридный автомобиль имеет как двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе, так и электродвигатель для приведения в движение автомобиля. Гибрид может использовать один или оба этих источника энергии во время движения.
Какие существуют типы гибридов?
Двумя распространенными типами гибридов являются традиционные гибридные электромобили (HEV) и гибридные электромобили с подключаемым модулем (PHEV).
Гибридный электромобиль: В гибридном электродвигателе бензиновый и электрический двигатели работают вместе для приведения автомобиля в движение, а газовый двигатель перезаряжает небольшой электрический двигатель для оптимизации экономии топлива.
Гибридный электромобиль с подзарядкой от сети: Хотя этот гибрид работает как гибридный электромобиль в том смысле, что бензиновый двигатель работает с электродвигателем, PHEV имеет аккумулятор большей емкости, который можно заряжать и перезаряжать с помощью электрической розетки. Аккумуляторная батарея позволяет водителю управлять транспортным средством, используя только электродвигатель, на большие расстояния.
Чем гибрид отличается от других типов автомобилей?
Гибридные автомобили обычно лучше экономят топливо, чем автомобили, работающие только на газе. Например, вы можете сравнить общий расход топлива по городу и по трассе между двумя похожими моделями с разными типами топлива: Honda Civic 2015 года с гибридным двигателем расходует 44 мили на галлон, а Civic 2015 года с бензиновым двигателем расходует от 31 до 33 миль на галлон в зависимости от характеристик. .
В чем преимущества гибридов перед электромобилями?
Гибридные автомобили обычно позволяют водителям преодолевать большие расстояния без остановки, чем электромобили. Водители гибридов могут заправляться на любой ближайшей заправке, тогда как водителям электромобилей необходимо найти зарядную станцию. По состоянию на ноябрь 2016 года насчитывалось более 14 000 общественных электростанций и 38 000 общественных зарядных станций.
Каковы преимущества гибрида перед газом?
Основным преимуществом гибрида является экономия топлива. Гибридные водители обычно тратят меньше денег на бензин и могут проезжать дальше между заправками, в зависимости от размера бензобака. Гибридные автомобили также обычно производят меньше выбросов выхлопных газов, чем автомобили, работающие только на газе.
Какими периферийными преимуществами пользуются гибридные водители?
Водители, приобретающие подключаемые гибриды, могут получить федеральные налоговые льготы в размере до 7500 долларов США. Однако типичные гибридные электромобили не имеют права на эти налоговые льготы. Кроме того, многие штаты предлагают налоговые льготы на автомобили с альтернативными силовыми установками, но условия и суммы варьируются в зависимости от штата.
Какие недостатки гибридов следует учитывать водителям?
Гибриды обычно дороже бензиновых автомобилей. Кроме того, они часто предлагают меньше грузового пространства из-за размера батареи. Различные гибриды имеют разные функции, поэтому перед покупкой водители должны изучить конкретные варианты.
При каких обстоятельствах гибрид может быть лучшим вариантом, чем другие автомобили?
Гибриды считаются хорошо подходящими для езды по городу. Многие гибридные электромобили достигают более высоких показателей экономии топлива в городе, чем на шоссе, потому что электродвигатель перезаряжается при торможении и выключает бензиновый двигатель при остановке.
Если вы подумываете о гибридном автомобиле, убедитесь, что вы понимаете компромиссы при его покупке. Скорее всего, вы заплатите больше за гибрид, но вы сэкономите деньги на газе и сократите выбросы парниковых газов.
Чтобы узнать больше о том, как владение автомобилем влияет на ваш бюджет, используйте калькулятор оплаты транспортных средств, чтобы определить свой бюджет, и обязательно подсчитайте общие расходы на автомобиль.
В чем разница между гибридом и электромобилем
Мы часто слышим о различных моделях электрических или гибридных автомобилей , но это не одно и то же. Основное различие между ними заключается в том, что электромобиль работает исключительно на электроэнергии, хранящейся в аккумуляторе, а гибридный автомобиль работает на комбинации электричества и обычного топлива.
Что такое гибридный электромобиль?
Гибридные электромобили приводятся в движение двигателем внутреннего сгорания в сочетании с одним или несколькими электродвигателями, использующими энергию, хранящуюся в батареях. Мягкие гибриды, также называемые микрогибридами, используют аккумулятор и электродвигатель для обеспечения питания транспортного средства и позволяют двигателю выключаться, когда транспортное средство останавливается (например, на светофоре или в движении с частыми остановками), улучшая экономию топлива. .
Что такое электромобиль?
Электромобили работают на электричестве вместо бензина и также известны как «электромобили» (EV). Это означает, что они не загрязняют окружающую среду выхлопными газами и не выбрасывают парниковых газов, а также работают тише и плавнее, чем другие транспортные средства. Большинство электромобилей имеют аккумуляторы, которые необходимо заряжать от внешнего источника электроэнергии.
Электромобили тише, у них меньше выбросов выхлопных газов и в целом меньше выбросов. Примечательно, что некоторые страны приняли законы о поэтапном отказе от продажи автомобилей, работающих на ископаемом топливе.
Является ли гибридный автомобиль электромобилем?
Полностью электрические транспортные средства (так называемые аккумуляторные электромобили или BEV) имеют электрохимическую систему хранения (аккумулятор) в качестве единственной бортовой системы накопления энергии. Один или несколько электродвигателей генерируют механическую энергию, при этом энергия восстанавливается при торможении. Аккумуляторы можно заряжать от электросети.
Гибридные автомобили оснащены батареями, но они также оснащены двигателями внутреннего сгорания, работающими на газе.
Различные модели электрических и гибридных автомобилей
Гибриды бывают двух версий: платные и обычные. Заряжаемые гибридные автомобили, также известные как подключаемые электромобили или PHEV, имеют аккумулятор, который можно заряжать от сети, и обычный газовый двигатель с топливным баком. Двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель обеспечивают механическую мощность, а энергия рекуперируется при торможении.
Обычные гибридные автомобили (так называемые Full Hybrids) имеют аккумулятор, который нельзя заряжать от сети, а также обычный бензиновый двигатель с топливным баком. Двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель обеспечивают механическую мощность, а энергия рекуперируется при торможении.
Преимущества электромобиля многообразны. В Италии они варьируются от выделенных бесплатных парковочных мест до доступа к зонам ограниченного движения, от национальных и местных стимулов и субсидий до освобождения от дорожного налога и снижения страховых взносов.
Существует три типа электромобилей: чистые электромобили, гибридные электромобили с подключаемым модулем и электромобили с увеличенным запасом хода.
Полностью электрический автомобиль приводится в движение электродвигателем, использующим энергию, хранящуюся в аккумуляторных батареях.
Подключаемые гибридные электромобили — это электромобили, которые можно заряжать от электросети и внутренней перезаряжаемой батареи. Это означает, что их можно заряжать на зарядной станции, с помощью сетевого адаптера или от стандартной розетки дома. Аккумулятор заряжается от сетевой вилки. Энергия аккумулятора используется для более высоких скоростей и больших расстояний.
Электромобили с увеличенным запасом хода — это электромобили с батареями большей емкости, которые можно заряжать от внешнего источника, поэтому вы можете заряжать свой электромобиль дома, пока спите, на работе в течение дня или на общественной зарядной станции.
Что такое штекер в гибридном автомобиле?
Электромобили используют электроэнергию из сети, а не ископаемое топливо, такое как бензин или дизельное топливо, для питания своих двигателей.
https://auto-virage.ru/dvigatel/chto-takoe-gibridnyj-dvigatel-na-avtomobile-kak-rabotaet-gibridnyj-avtomobil-princip-osobennosti-rasxod-topliva.html