Гибридный грузовой автомобиль

Гибридный грузовой автомобиль

Выполненные работы по проекту «Полноприводный грузовой автомобиль типа 6х6 с комбинированной энергоустановкой»

Цель выполнения работы

Разработка концепции полноприводного грузового автомобиля типа 6х6 с комбинированной энергоустановкой, обеспечивающей наименьший выброс вредных веществ и минимальный удельный расход топлива.

Задачи проекта

• разработка и описание структур и архитектуры, в которых отражены все основные компоненты систем автомобиля и установлены взаимосвязи между ними;
• разработка и описание алгоритмов для обеспечения движения полноприводного грузового автомобиля типа 6х6 с комбинированной энергоустановкой;
• обзор и условия выполнения функций гибридного грузового автомобиля;
• описание команд, передаваемых между блоками управления;
• разработка карт распределения требуемой мощности в режиме «КЭУ» между ДВС и электромашинами;
• создание математической модели гибридного грузового автомобиля с целью изучения различных характеристик.

Разработаны структура, отражающая все основные компоненты и взаимосвязь между ними, и архитектура, демонстрирующая все основные функции, используемые в различных блоках.

На рисунке ниже представлена структурная схема. В структурной схеме присутствует семь блоков управления. Все блоки обмениваются между собой данными по CAN-шине. Каждый блок управления имеет двустороннюю управляющую связь, таким образом, воздействуя на компонент и получая данные о текущем его состоянии. Также блоки управления получают дополнительную информацию со стороны различных датчиков.

Разработаны основные алгоритмы, обеспечивающие аспекты движения АТС. На рисунке ниже показана блок-схема основного алгоритма движения автомобиля. В алгоритме рассмотрены основные аспекты движения, начиная от включения питания автомобиля с последующей диагностикой, до выбора режима движения в зависимости от начальных условий и дорожной обстановки в целом.

Также были разработаны и рассчитаны алгоритмы блоков, входящих в основной алгоритм движения, обеспечивающих безопасность, экологичность и экономию топлива.

Составлены и проанализированы все функции гибридного грузового автомобиля типа 6х6 АТС, обеспечивающие функциональные возможности автомобиля: режимы работы АТС с КЭУ, требуемые характеристики управления элементами силового привода, климатические режимы, автоматические режимы, безопасность и другие. Дано описание назначений функций и условие их выполнения.

Для качественной работы блоков управления в составе автомобиля, необходимо чтобы они взаимодействовали друг с другом. Взаимодействие блоков осуществляется с помощью CAN-шины. При реализации данной задачи были исследованы все команды блоков управления с уточнением требуемого времени выполнения команды и требуемой точности выполнения команды.

Разработаны карты распределения мощностей между ДВС и электромашинами. По картам в зависимости от степени нажатия педали газа и заряда аккумуляторных батарей определяется требуемая мощность, которую необходимо взять с ДВС (рисунок а) и электромашин (рисунок б). Впоследствии взятые с карты значения корректируются с учетом температуры компонентов и количества топлива в баке с помощью соответствующих коэффициентов.

Рис. а) Карта, по которой определяется снимаемая с ДВС мощность

Рис. б) Карта, по которой определяется снимаемая со всех электромашин мощность

Карты удовлетворяют следующим условиям:

• обеспечивают работу двигателя внутреннего сгорания с минимальным или близким к нему удельным расходом топлива в как можно большем числе точек;
• обеспечивают большую интенсивность использования электромашины в тяговом режиме при высоком уровне заряда батареи и меньшую (вплоть до перехода в генераторный режим) при низком во избежание разряда батареи или полного заряда;
• обеспечивают соответствие мощности, получаемой от КЭУ на выходе, той мощности, которую требует водитель (то есть сумма мощностей с ДВС и электромашины равна требуемой мощности на колесе);
• имеют зону нулевой мощности, снимаемой с ДВС, при высоком уровне заряда батареи и малом значении требуемой мощности, что соответствует переходу в режим электромобиля (движение только на электротяге).

Разработана общая математическая модель гибридного автомобиля, позволяющая воспроизводить его движение в разных условиях по различным ездовым циклам.

Математическая модель включает в себя блок управления гибридным автомобилем HybridCarECU, который отвечает за распределение потоков мощности в КЭУ с учетом пожеланий водителя, степень заряда аккумуляторных батарей и количества топлива, температуры различных компонентов, работу тормозной системы и системы охлаждения, а также включение коробки передач.

Кроме блока управления смоделированы различные компоненты автомобиля: ДВС (Engine)электромашины (GearboxED, FrontRightED, FrontLeftED), сцепление (Clutch), коробка передач (Gearbox), аккумуляторная батарея (Battery), инвертор (Inverter), топливный бак (FuelTank) и кузов автомобиля с колесами и тормозной системой (Cardynamics). Система Driver имитирует воздействие водителя автомобиля на органы управления.

Как работает гибридный двигатель?

Силовая гибридная установка современного транспортного средства представляет собой сочетание обычного двигателя и электрического мотора. В результате такой гибрид обеспечивает не только минимальных расход топлива, но и относительную чистоту выхлопных газов. Сразу же заметим, что экономичность находится в прямой зависимости от емкости аккумуляторных батарей – чем больше их емкость, тем выше цена собственно автомобиля.

В зависимости от роли электромотора в силовой установке гибрида подразделяются на:

• умеренные, в которых электродвигатель является лишь помощником двигателя. Такие авто имеют идентификацию mild hybrids;
• полные – такие машины в состоянии преодолеть некоторое расстояние исключительно на электрической тяге. Такой двигатель называется full hybrids.

Вы можете услышать и о, так называемых, микрогибридах, но это, по сути, не более чем удачное маркетинговое решение, предназначенное больше для рекламных целей. Микрогибрид — это разновидность генератора с более широкими функциями. Нас же больше интересуют гибридные двигатели, в которых крутящий момент передается сразу на колеса автомобиля. Заметим, что гибриды имеют свойство преобразовывать кинетическую энергию и накапливать ее в виде электроэнергии во время торможения.

Принцип работы гибридного двигателя

В современных гибридных авто используется несколько схем подключения:

• Последовательная схема подразумевает двигатель малой мощности, соединенный с генератором электричества. Электродвигатель в такой схеме имеет привод непосредственно к колесам. В этом случае ДВС никогда не приводит колеса в движение – он предназначен лишь для питания мощной аккумуляторной батареи.
• Параллельная схема – это сложная системы, в которой автоматические муфты соединяют воедино двигатель, электромотор и трансмиссию. Эта схема позволяет как одновременное, так и раздельное использование электрического двигателя и ДВС для приведения колес во вращательное движение. Электромотор эффективно разгоняет транспортное средство и выполняет рекуперативное торможение.
• Последовательно-параллельная схема – нечто среднее между описанными выше вариантами.

Компоненты гибридного автомобиля

• Двигатель внутреннего сгорания – такой же, как и в традиционном авто, разве что меньшего объема.
• Самый обычный топливный бак.
• Электромотор, совмещающий функции как силового агрегата, так и генератора, когда авто притормаживает.
• Генератор, предназначенный исключительно для производства электроэнергии.
• АКБ для хранения электроэнергии гибридного авто. Если в обычном ДВС аккумулятор предназначен исключительно для питания электрических цепей, то в гибриде он еще может и питать силовую установку для движения транспортного средства.

За гибридами будущее. А пока, интернет-магазин автозапчастей Фортуна готов предложить владельцам традиционных авто все для ремонта и ТО по разумной цене!

Принцип работы бензиново-электрических гибридных автомобилей

Опубликовано в Электроавтомобили Просмотров: 25069

Как работает гибридный автомобиль? Какие процессы происходят под его капотом во время движения? В этой статье мы поможем вам понять принцип работы гибридной силовой установки.

Любое транспортное средство, использующее в своей работе два или более источника энергии, является гибридом. Огромная часть выпускаемых в наше время автомобилей являются бензиново-электрическими гибридами, силовая установка которых сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор.

Бензиново-электрические гибридные автомобили — это своеобразный симбиоз автомобилей с бензиновыми двигателями и электромобилей. Различие, как известно, между бензиновыми и электрическими автомобилями заключается в источнике и механизме их питания. В бензиновом автомобиле топливо поступает к двигателю с топливного бака, в электромобиле же электрический мотор обеспечивают электроэнергией аккумуляторные батареи. Можно сказать, что гибридный автомобиль является своеобразным компромиссным вариантом между этими двумя автомобильными механизмами.

Для того, чтобы автомобиль был комфортным для пользователя в процессе эксплуатации, он должен отвечать определенным требованиям. Необходимо чтобы автомобиль был в состоянии:

— обеспечивать большой пробег до момента дозаправки/подзарядки;

— заправлялся быстро и легко.

Бензиновые автомобили отвечают вышеизложенным требованиям, но являются источником значительного загрязнения окружающей среды. Электрические же автомобили в процессе своей работы практически не образуют загрязняющих веществ, однако их пробег на одном заряде аккумуляторных батарей, как правило, не превышает 80-160 км. Главным недостатком электрических автомобилей является довольно продолжительный процесс их подзарядки.

Бензиново-электрические гибридные автомобили сочетают в себе преимущества как электрических, так и бензиновых машин, позволяя объединить в одной системе бензиновое топливо и электроэнергию. Совместное использование двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя позволяет значительно повысить топливную эффективность силовой установки транспортного средства, обеспечить быстрое достижение необходимого показателя скорости движения путем практически моментальной подачи энергии, снизить объемы образуемых вредных выхлопов, а также увеличить пробег автомобиля благодаря эффективному функционированию системы рекуперативного торможения, позволяющей преобразовывать кинетическую энергию движения в электроэнергию. К тому же, применение гибридной силовой установки в автомобиле создает возможность уменьшения его суммарного вес по сравнению с бензиновым аналогом.

Широкое использование гибридные автомобилей на дорогах способствует значительному снижению выбросок оксида азота в атмосферу (на 50%), а также сажи и углекислого газа.

Термин «гибридный автомобиль», чаще всего применяется к средствам передвижения, сочетающим в своей конструкции двигатель внутреннего сгорании и один или несколько электродвигателей. Однако, не исключена возможность использования в гибридных автомобилях и иных источников питания, помимо бензина и электроэнергии. В последнее время ряды гибридных автомобилей начали пополняться гибридными моделями, механизм работы которых предполагает сочетание ДВС и двигателя, работающего на сжатом воздухе, или же электромотора и двигателя, использующего в своей работе энергию солнца, ветра, биологического топлива.

Гибридные автомобили делятся на два вида: умеренные и полные. Движение умеренных гибридов обеспечивается преимущественно работой двигателя внутреннего сгорания, а электромотор при этом используется только в качестве дополнительного тягового механизма (яркий пример — Honda Insight). Полным же гибридам свойственна возможность перемещения исключительно только на одной электротяге, независимо от ДВС.

Наиболее популярными в мире гибридные автомобили — Toyota Prius, Shevrolet Volt, Honda Insight. В модели Toyota Prius реализован следующий механизм: движения автомобиля на низкой скорости (до 40 км/ч) происходит благодаря работе электродвигателя, питаемого литий-ионной аккумуляторной батареей, но при большем разгоне активизируется двигатель внутреннего сгорания, который обеспечивает тягу на высокой скорости. При этом электроника регулирует работу моторов и генератора.

Противоположный механизм работы реализован в гибриде Shevrolet Volt. Передвижение этого автомобиля происходит благодаря электродвигателю, функции же ДВС сводятся только к подзарядке его аккумуляторных батарей.

Для гибридных автомобилей свойствен механизм рекуперации энергии при торможении – электрический двигатель переходит в режим генератора, преобразующего кинетическую энергию в электрическую, которая способствует восполнению заряда аккумуляторных батареи.

Схемы подключения двигателей гибридного автомобиля:

— Последовательная схема – маломощный ДВС соединен только с генератором электроэнергии, а электрический двигатель — с колесами. ДВС приводит в движение небольшой генератор электрического тока, вырабатываемая электроэнергия от которого поступает к аккумуляторным батареям, обеспечивающим питание электрического мотора. При такой схеме подключения, ДВС никогда непосредственно не приводит транспортное средство в движение, и главным силовым механизмом является электромотор. Конструкция подобных гибридных автомобилей предполагает использование аккумуляторов увеличенной емкости. Данная схема подключения двигателей была использована в первых гибридных автомобилях, сконструированных Фердинандом Порше. На сегодняшний день представителями Plug-in Hybrid являются модели Chevrolet Volt, Opel Ampera.

— Параллельная схема – ДВС, электрический двигатель и коробка передач соединяются с помощью автоматических муфт. Данная схема свойственна практически для всех умеренных гибридов и для ряда полных (например, Audi Duo). Для гибридный автомобилей с параллельной схемой характерна возможность как одновременного, так и раздельного использования возможностей ДВС и электродвигателя для движения колес. Электрический мотор способствует быстрому разгону транспортного средства, а также обеспечивает выполнение функции рекуперативного торможения. Гибриды с параллельной схемой — Hyundai Elantra Hybrid, Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid.

— Последовательно-параллельная схема (смешанная) – планетарный редуктор обеспечивает связь ДВС, электрогенератора и электрического двигателя. Яркими примером гибридных автомобилей с последовательно-параллельной схемой (Full Hybrid ) является Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Lexus RX 450h.

Последовательная схема подключения двигателей гибридного автомобиля

Параллельная схема подключения двигателей гибридного автомобиля (слева)

Последовательно-параллельная схема подключения двигателей гибридного автомобиля (справа)

Гибридную силовую установку автомобиля могут образовывать следующие компоненты:

Двигатель внутреннего сгорания. В гибридных автомобилях также, как и в традиционных – бензиновых, используется ДВС, однако он значительно меньше и более усовершенствован в направлении сокращения уровня вредных выбросов в атмосферу и увеличения работоспособности.

Топливный бак. Топливный бак в гибридах является устройством хранения бензинового топлива для работы ДВС.

Электрический двигатель. Современные автомобилестроительные технологии позволяют использовать электродвигатель как в качестве силового двигателя, так и генератора энергии при торможении, тоесть электромотор способен ускорять автомобиль, питаясь от аккумуляторных батарей, или же может работать в генеративном режиме при спусках автомобиля по склону и торможении, обеспечивая восполнение энергии батарей.

Генератор. По механизму своей работы генератор схож с силовым электродвигателем, однако в ряде гибридном автомобиле он используется только для производства электрической энергии.

Аккумуляторные батареи – устройства хранения энергии для работы электродвигателя гибридного автомобиля. В то время, когда для бензинового двигателя свойственно только черпание бензина из топливного бака, электрический двигатель гибридного автомобиля может как использовать энергию батарей, так и восполнять её посредством механизма рекуперативного торможения.

В гибридных автомобилях, как правило, применяются более компактные и легкие аккумуляторные батареи, нежели в электромобилях.

Коробка переключения передач выполняет в гибридном автомобиле ту же функцию, что и бензиновом, с тем только различием, что контролирует работу как ДВС, так и электрического двигателей.

Для контроля потока энергии между генератором, батареей и электромотором используется блок управления энергией и полупроводниковое устройство переключения.

Ряд приемов позволяет увеличить эффективность использования бензинового топлива и энергии аккумуляторных батарей в гибридном автомобиле. Итак, в гибридном автомобиле с этой целью:

— Восполняется энергия, запасаемая в батареях, благодаря функции рекуперативного торможения электродвигателя.

— Приостанавливается работа ДВС. Гибридному автомобилю не нужно все время полагаться на бензиновый двигатель, поскольку в нем, как правило, есть полноценный тяговой электромотор.

— Используется развитая аэродинамика с целью уменьшения лобового сопротивления.

— Применяются легкие материалы. Снижение общего веса автомобиля является простым способом увеличения его пробега. Более легкий автомобиль потребляет значительно меньше энергии при ускорении и подъемах вверх по холмам. Композитные материалы, такие как углеродное волокно или же легкие металлы (алюминий, магний) могут использоваться для снижения веса общей конструкции гибридного транспорта.

— Используются специальные шины с пониженным сопротивлением качению.

Существует несколько эффективных методов обеспечения максимального пробега гибридного автомобиля:

— Поездки на небольших скоростях – аэродинамическое сопротивление резко возрастает при увеличении скорости.

— Поддержание стабильной скорости – при изменении скорости автомобиля, значительная часть энергии тратится впустую; поддержание скорости позволяет более эффективно использовать топливо.

— Предотвращение резких остановок – если транспортное средство будет останавливаться более длительный промежуток времени, электродвигатель сможет сгенерировать больше энергии.

ГИБРИДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ HONDA

СИЛА ДВОИХ

Формула будущего.

Гибриды Honda отличаются приемистой динамикой, отличной экономичностью и существенно сниженными выбросами.

КОНЦЕПЦИЯ ЗЕЛЕНОГО БУДУЩЕГО

ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ HONDA

Стандарты постоянно ужесточают требования к выбросам, и их соблюдение важно не только для сегодняшнего общества, но и для экологически сознательного мира будущего. Новые нормативы уже сказались на стоимости вождения, и эта тенденция продолжится в будущем. Настало время гибридных технологий, и со временем они будут становиться только популярнее, поскольку гибридные автомобили потребляют значительно меньше топлива и выбрасывают меньше CO2, чем традиционные бензиновые автомобили. Это вопрос решенный: гибриды стали частью нашей жизни и помогают экономить деньги.

ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ HONDA

Мы продолжим разрабатывать гибридные автомобили для формирования низкоуглеродистого общества.

Наш многолетний опыт разработки гибридов зиждется на творчестве, новаторстве и постоянном совершенствовании. Мы впервые представили технологию гибридного привода в модели Insight в 1999 году и с тех пор существенно улучшили свои гибридные технологии и расширили свой модельный ряд гибридных автомобилей.

Honda Hybrid Performance i-MMD
Приемистая мощность и плавный ход системы, которая думает сама. Мы называем ее интеллектуальным многорежимным приводом, так как он способен переключаться между тремя режимами вождения в зависимости от ситуации и типа дороги, по которой вы едете.

Восхитительный NSX — наш супер-гибрид с супер-управляемым полным приводом. Он обладает удивительной динамикой и управляемостью благодаря мгновенному крутящему моменту, вырабатываемому тремя электромоторами системы, и мощности бензинового двигателя V6.

Honda CR-V. Самый популярный в мире внедорожник намерен стать еще популярнее после прибытия в Европу.

Вдвое больше мощности
Говоря простым языком, наши гибридные автомобили обладают преимуществами как бензиновых двигателей, так и электрических моторов. Он помогают вам больше экономить за счет комбинированного использования экономичного бензинового двигателя и мощных электромоторов. Они слаженно работают вместе, выдавая плавную мощность и послушный разгон, когда вам это нужно.

НАШ НОВЫЙ ГИБРИДНЫЙ ВНЕДОРОЖНИК

Совершенно новый Honda CR-V Hybrid.

Взяв за основу двухмоторную систему i-MMD, мы собрали наш первый серийный гибридный внедорожник, продаваемый в Европе, в виде совершенно нового Honda CR-V. Хорошо известный своим премиальным качеством, универсальностью и лучшей в своем классе вместимостью, этот новый CR-V, — построенный на базе 2,0-литрового бензинового двигателя Аткинсона и нашего уникального гибридного привода, — увезет вас дальше, потратив меньше, за горизонт.

ДВИЖУЩАЯ СИЛА — TEST

Honda Hybrid Performance.

Два электромотора обеспечивают высокую приемистость гибридного привода Honda i-MMD для увлекательного вождения. Но крутящий момент электромоторов — лишь одно из преимуществ, поскольку наши гибридные автомобили дают вам наилучшее из обоих миров. Эта интеллектуальная технология привода автоматически переключается между электрической мощностью на низких скоростях и бензиновой мощностью на более высоких крейсерских скоростях, выбирая самый эффективный вариант.

Плавный и тихий
Гибрид Honda дарит ни с чем не сравнимые ощущения спокойного, мягкого старта в электрическом режиме. Бензиновый двигатель подключается настолько тихо и незаметно, что вы даже не можете сказать, работает ли он.

Двигатель непосредственного привода NSX является одним из наших самых технологически продвинутых двигателей для дорожного автомобиля, которые мы когда-либо создавали.

Зарядка не нужна
Большим преимуществом гибрида является то, что вам не нужно искать зарядную станцию или устанавливать специальную розетку дома. Двигатель постоянно подзаряжает аккумулятор в пути, достаточно только заправляться бензином. Это на самом деле так просто.

Уменьшение
Гибрид сокращает расход топлива, экономя ваши деньги. Меньший расход топлива — меньше выбросов, лучше для вашего кошелька и для окружающей среды.

Душевное спокойствие
Вы забудете обо всех проблемах на 5 лет или 100 000 км, в зависимости от того, что наступит раньше, потому что аккумулятор Honda i-MMD покрывается полной гарантией — мы всегда будем рядом с вами.

УМНЫЙ ГИБРИД

Он думает сам.

Система интеллектуального многорежимного привода (i-MMD) определяет, как наиболее эффективно использовать топливо и электрическую энергию, поэтому водителю не нужно самому выбирать один из трех режимов вождения: электрический привод, гибридный привод или бензиновый привод.

Режим электрического привода
В этом режиме ходовой мотор питается исключительно от аккумуляторов, обеспечивая тихое вождение с нулевыми выбросами.

Режим гибридного привода
В этом режиме бензиновый двигатель передает мощность на электрический генератор, который питает электрический ходовой мотор, поэтому излишняя мощность бензинового двигателя возвращается через генератор для подзарядки аккумуляторов.

Режим бензинового привода
В этом режиме колеса приводятся в движение бензиновым двигателем. Если вам понадобится дополнительная мощность для быстрого маневра обгона, то подключится электромотор.

Режимы гибридного привода Honda в действии

В городе чаще всего используются режимы гибридного и электрического привода для максимальной эффективности.

СУММА СЛАГАЕМЫХ

Вместе эти передовые компоненты гибрида Honda кардинально изменяют ощущения от вождения.

Генератор и приводные двигатели

Для хорошего разгона большого автомобиля нужны мощные и компактные моторы. Генератор вырабатывает электричество, накапливаемое в аккумуляторе.

Двигатель Аткинсона VTEC

Передовые технологии, в том числе VTEC, снижают расход топлива и вырабатывают электрическую мощность.

Литий-ионный аккумулятор

Передовые технологии Honda позволили оптимизировать работу аккумулятора за несколько поколений гибридных автомобилей. Аккумуляторы Honda способны хранить больше электрической энергии с меньшим потерями при подзарядке и разрядке.

Муфта сцепления двигателя

В основном, двигатель используется для выработки электричества и подключается на высоких крейсерских скоростях, когда у него более высокий коэффициент полезного действия. Компактная муфта сцепления двигателя также передает мощность с двигателя на колеса для экономичного вождения.

Блок управления мощностью (PCU)

PCU управляет двумя моторами и эффективно рассеивает тепло, выделяемое при генерировании большого количества электроэнергии.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ О ГИБРИДАХ HONDA

Что такое гибридная технология и как она работает?

Ответ был бы очень большим, поэтому мы разобьем вопрос на меньшие части — вопросы, на которые вы тоже хотели бы узнать ответы, — чтобы лучше объяснить вам принцип действия гибридной технологии Honda.

Что происходит, когда я запускаю автомобиль?
При запуске автомобиля бензиновый двигатель вращает электромотор, который на этом этапе работает как генератор. Он преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе.

Как и когда автомобиль использует только электрическую мощность?
При начальном разгоне и движении на низких скоростях, а также при движении задним ходом электромотор работает от аккумулятора, приводя автомобиль в движение. (Вы можете тихонько выехать со своего двора рано утром, не разбудив соседей). Если требуется подзарядка аккумулятора, включается бензиновый двигатель и генератор преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе.

Как и когда автомобиль использует только бензиновый двигатель?
Максимально эффективно бензиновый двигатель работает на крейсерских скоростях; в таких случаях он работает в одиночку, приводя автомобиль в движение и подзаряжая аккумулятор для последующего использования.

Нужно ли заряжаться от розетки?
Гибрид Honda не нужно заряжать. Он сам постоянно подзаряжается лишней энергией бензинового двигателя и системы рекуперативного торможения: пока работает бензиновый двигатель, автомобиль вырабатывает электричество и накапливает его в аккумуляторе.

Что происходит, когда я резко ускоряюсь при обгоне?
Когда нужен быстрый разгон или дополнительная мощность, задействуются и бензиновый двигатель, и электромотор для приведения автомобиля в движения. Когда вы выжимаете газ, автомобиль подает питание с аккумулятора на электромотор для резкого повышения мощности!

Что такое рекуперативное торможение?
Система рекуперативного торможения преобразует механическую энергию торможения, которая обычно тратится впустую, в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе. При таком торможении электромотор работает в обратном порядке: вместо потребления электричества для вращения колес, он сам вырабатывает электричество.

Принцип работы гибридного автомобиля и как он устроен

• Принцип работы гибридного автомобиля и как он устроен
• Что такое гибридный автомобиль
• Особенности гибридных автомобилей
• Принцип работы гибридного автомобиля
• Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Сейчас всё больше среди авто выпускается бензиново-электрических гибридов, которые сочетают в себе двигатель внутреннего сгорания и электромотор. Они стоят дороже бензиновых моделей, но при этом имеют некоторые преимущества. Благодаря способности экономить подорожавший бензин и ужесточившимся требованиям по экологичности они стали популярны в последние годы.

• Что такое гибридный автомобиль
• Особенности гибридных автомобилей
• Принцип работы гибридного автомобиля
• Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Что такое гибридный автомобиль

Машина-гибрид использует для привода ведущей пары колёс не один источник энергии. Они дополняют друг друга, что помогает избегать сильных нагрузок. Большая часть производств по выпуску автомобилей в гибридной силовой установке устанавливают совмещение работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя или варианта на сжатом воздухе.

Чаще всего выпускается первый вариант, состоящий из таких составляющих:

• ДВС, отличающийся от обычного меньшими размерами и большей экономичностью расхода топлива, экологичностью и работоспособностью;
• топливного бака, находящегося при ДВС;
• электродвигателя;
• генератора;
• аккумуляторные батареи.

В гибридных установках автомобилей могут использовать следующие схемы:

• последовательную;
• параллельную:
• последовательно–параллельную.

При последовательной схеме ДВС работает только на генератор, обеспечивающий электроэнергией электродвигатель через аккумуляторы. В ней электрический мотор установлен так, что является движущей силой и заставляет вращаться ведущую колёсную пару. Автомобили с такой схемой гибридной установки обычно имеют порт подключения к электрическим сетям. В них отсутствует коробка передач и используются ёмкие и дорогие аккумуляторные батареи, преимущественно никель-металлогидридные. При отключении ДВС такое ТС имеет достаточно заряда и мощности для самостоятельного движения. Эта система очень эффективна при частых торможениях и остановках, небольшой скорости передвижения. Она наиболее оптимальна для городского движения и нередко используется в общественном транспорте.

При параллельной схеме ДВС и электродвигатель могут работать независимо друг от друга и приводить в движение колёса. Причём последний должен уметь работать и в качестве генератора. Его устанавливают обычно между ДВС и коробкой передач. При ускорениях и старте электродвигатель помогает ДВС, а при торможении или устоявшемся движении начитает запасать энергию. Их работу согласовывает компьютер. В такой схеме не обязательны ёмкие батареи, что экономит стоимость. Такой гибрид эффективен на трассе, но не в городских условиях.

Последовательно-параллельная схема устроенна как сочетание двух предыдущих вариантов. В ней используется планетарная передача, при которой ДВС не только двигает ведущую колёсную пару, но и способствует зарядке генератора, питающего энергией электромотор. В коробке передач необходимости нет. Компьютер выбирает оптимальную программу взаимодействия двигателей в разных ситуациях. Такое гибридное авто начинает движение только на электродвигателе, при постоянном движении или на скорости включается ДВС. В условиях нагрузок электромотор подпитывает генератор.

Особенности гибридных автомобилей

Внешне гибриды выглядят так же, как и обычные автомобили, но за счёт использования двух двигателей, наличия генератора и ёмких аккумуляторов, компьютерного обеспечения их цена выше. Они отлично показывают себя в условиях городского движения и частых остановок. Их интересной особенностью является возможность использования энергии торможения. Следует отметить, что авто бесшумно стоит на светофоре и начинает своё движение, что считают опасным для пешеходов, ведь те их не слышат.

Принцип работы гибридного автомобиля

Конструкция гибридного авто предусматривает наличие 2-х двигателей. Один из них работает на бензине, другой на электричестве. Процесс их работы обычно регулируется и управляется компьютерной системой. При езде по дорожной трассе работает ДВС на топливе, а в условиях передвижения по городу включается двигатель, работающий на электрике. При больших нагрузках включаются 2 движка одновременно.

Одним из первых удачных гибридов была «Toyota Prius», которая расходовала 0,32 л бензина на 10 км в условиях передвижения по городу.

На гибридах наиболее экономичен такой стиль езды:

• езда на небольшой скорости;
• поддержание стабильной скорости;
• медленное, не резкое торможение.

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили считают переходной ступенью к машинам будущего. Они имеют как плюсы, так и минусы.

Рассмотрим плюсы таких машин:

1. Экономичность расхода бензина. Данные модели потребляют меньше топлива (почти на 25 %).
2. Экологичность. Благодаря тому, что расход бензина намного меньше, чем у других авто, в атмосферу уходит намного меньше вредных элементов. Более того, когда машина останавливается, двигатель на бензине также прекращает работу и включается электромотор, а значит, в этот момент не происходит никаких вредных выбросов в окружающее пространство.
3. Бесшумность работы. Такое авто не будет создавать звуковой шум на трассе и беспокоить жителей спальных районов.
4. Увеличение дальности пробега без остановок для заправки или подзарядки. К тому же он дольше не нуждается в заправке бензином.
5. Накопление и сохранении энергии. Почти на всех моделей используют энергию во время торможения, чтобы подзарядить аккумулятор (принцип рекуперации).

К минусам относят:

1. Более дорогая цена при покупке. Такие авто на 30–50% дороже, чем обыкновенные модели.
2. Высокая стоимость ремонтных работ. Это наблюдается из-за того, что гибрид устроен сложно.
3. Аккумуляторные устройства могут разряжаться в самостоятельном порядке. К тому же они плохо переносят скачки температурного режима, а время их работы не отличается длительностью, а их покупка хорошо бьёт по карману из-за дороговизны. Утилизация их также проблематична.

Гибриды помогают экономить топливо, меньше загрязняют окружающую среду и отлично подходят для городских условий. Они имеют сложную систему управления и их ремонт своими руками не сделаешь, поэтому перед покупкой такого авто стоит поинтересоваться, где можно отремонтировать такое авто.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.