Как работает гибридный двигатель? Принцип эффективности

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!

Читайте также:
Самостоятельная замена тормозных дисков
Toyota Land Cruiser Prado: история модели
Как выбрать лучшие тормозные диски?
Кто поставляет детали на конвейер БМВ?
Как работает гибридный двигатель?

Гибридный двигатель на автомобиле — устройство и принципы работы

Двигатель

04. 06.2020

0 1 244 3 minutes read

Дорогие соотечественники, сегодня поговорим, что такое гибридный двигатель на автомобиле, как он работает, из чего состоит, о плюсах и минусах новых разработок.

В большинстве современных автомобилей в качестве силовой установки используется двигатель внутреннего сгорания, но учитывая истощение запасов нефти, и возрастающие требования к экологичности двигателей, автокорпорации занялись разработкой новых технологий, которые позволили бы отказаться от углеводородов как от основного топлива или хотя бы снизить их потребление.

Вместо двигателя внутреннего сгорания устанавливать электромоторы пока не эффективно, потому как энергоемкость аккумуляторов связана с большим весом и соответственно их высокой стоимостью.

Однако уже почти все крупнейшие мировые авто производители начали выпускать свои модели гибридных автомобилей. Они сочетают двигатель внутреннего сгорания и электрическую энергоустановку.

Признанный лидер в разработке и выпуске гибридных автомобилей остается Toyota. Этот концерн выпустил в серию первый гибрид еще в 1997 году и продолжает выпускать еще несколько моделей надежных автомобилей.

Оглавление

• 1 Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки
• 2 Гибридный двигатель. Устройство
• 3 Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки

Гибрид — переводится на русский как скрещивание. Сочетание этих двух различных технологий благополучно выполняют основную задачу — движения автомобиля.

Функция гибридного двигателя состоит в том, что мотор внутреннего сгорания приводит в движение генератор, который отдаёт энергию на энергоустановку: аккумуляторная батарея-электродвигатель. А энергоустановка в свою очередь, через трансмиссию передает крутящий момент на колеса.

Таким образом достигается оптимальный режим движения и создаётся добавочное усилие. Кроме того сглаживются пиковые нагрузки и колебания, в следствии чего растёт производительность и КПД.

Гибридный двигатель. Устройство

Существует несколько вариантов гибридного двигателя:

• Параллельный. Бензиновый движок питается от топливного бака, а электродвигатель от аккумуляторной батареи. В итоге два двигателя вращают трансмиссию, которая затем передаёт крутящий момент на колёса.
• Микрогибридный. Этот вариант разработали специалисты компании «Тойота». Их гибридный автомобиль стартует и движется на малых скоростях только с помощью электрической тяги. А вот на повышенной скорости начинает работать двигатель внутреннего сгорания. При этом на сложных участках дороги – подъёмы, песок, грязь, другие нагрузки, электродвигатель подпитывается ещё и от аккумуляторной батареи для параллельной работы и усиления тяги. Все эти режимы контролирует электроника.
• Среднегибридный. У такого авто свои особенности ‒ на электрическом двигателе езда не предусмотрена. Но электротяга заметно увеличивает эффективность, благодаря получению более высокого напряжения, чем даёт аккумуляторная батарея, а это соответственно повышает мощность силовой установки в целом.
• Полногибридный. Здесь электричество на первом месте ‒ за его счёт обеспечивается движение. Батарея заряжается благодаря рекуперации. А раздельное сцепление между двумя двигателями обеспечивает возможность разъединения этих систем. В результате бензиновый двигатель подключается лишь в случае крайней необходимости.
• Раздельный. Содержит пару двигатель-генератор и бензиновый мотор. Посредством планетарной передачи крутящий момент поступает на коробку передач. Какая-то часть энергии используется для обеспечения движения машины, а другая направляется в высоковольтную батарею.
• Последовательный. Здесь схема следующая: бензиновый двигатель вращает генератор, который заряжает аккумуляторную батарею, а с неё энергия поступает к электродвигателю, а уже тот вращает трансмиссию и, собственно, колёса.

Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

Конечно, плюсы перевешивают, но есть и минусы, как во всех новинках. К примеру, чаще встречается бензиновый гибридный двигатель, хотя экономичность дизелей не подвергается сомнению.

Но так уж сложилось – технологию разрабатывали в Америке, а там солярка не в почёте. Да и гибридный дизельный агрегат стоил бы дороже, а учитывая, что цена и так далеко выше средней, то вопрос можно считать закрытым.

Больше всего автолюбителей смущает гибридный двигатель из-за аккумуляторной батареи. Это весьма капризный компонент, так как требует постоянной эксплуатации, иначе срок её службы значительно снизится.

Также аккумуляторы боятся перепадов температур, саморазряжаются. Плюс ко всему высокая стоимость запчастей и ремонта. Причём самому его сделать вряд ли получится.

Но давайте о приятном. Одно из главных преимуществ гибридного двигателя низкий расхода топлива и минимальные выбросы вредных веществ в атмосферу, а все это благодаря:

• согласованной работе двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя;
• применению батареи большой емкости;
• использованию энергии торможения (рекуперативное торможение), которое преобразует кинетическую энергию движения в электричество.

Кроме того гибридный двигатель собрал в себе массу других инноваций, которые позволят сэкономить топливо и сберечь атмосферу. Среди них:

• изменение фаз газораспределения;
• стоп-старт;
• рециркуляция отработавших газов;
• подогрев тосола отработавшими газами;
• электропривод водяного насоса, климат-контроля и усилителя руля;
• шины с улучшенным качением.

Заметный эффект наблюдается при использовании гибридного автомобиля в городском цикле, когда происходят частые остановки, двигатель работает на холостом ходу.

А вот на трассе, при движении с высокой скоростью, гибридный двигатель уже не так эффективен.
С другой стороны та же батарея даёт возможность более продолжительное время ездить без заправки. Притом батарею можно не заряжать, а заправлять авто лишь топливом.

Двигатель, благодаря компьютерному управлению, всегда работает в оптимальном режиме, как бы вы ни старались его перегрузить.

Часто подобные гибридные автомобили могут передвигаться без топлива. А ещё они отличаются тем, что мотор работает едва слышно.

Надеюсь что статья поможет вам найти правильное решение, если встанет вопрос выбора автомобиля с гибридной силовой установкой.

Разместите ссылку на статью в социальных сетях – возможно ваши друзья уже имеют опыт эксплуатации подобной техники и поделятся своими впечатлениями с вами, а также с читателями нашего блога.

До новых встреч.

Статьи по теме

Как работают гибриды

Гибриды тихо жужжат на дорогах уже около 20 лет. Мы все знаем об их преимуществах — меньше выбросов и больше миль на галлон. Но знаете ли вы, как они на самом деле работают?

Если нет, вы не одиноки. Гибридная технология может показаться сложной для понимания с ее нюансами, но правда в том, что система работает на простых принципах. У безумия есть метод, и мы объясним все это, включая уникальный бренд гибридных технологий Toyota.

Как питается автомобиль?
Газовые и электрические транспортные средства используют одинаковую тактику для перемещения автомобиля. Однако сила исходит из разных источников. Автомобиль с газовым двигателем перекачивает топливо из бака для питания двигателя, который включает трансмиссию для вращения колес. В электромобиле аккумуляторы обеспечивают питание двигателя, который затем точно так же вращает колеса.

Однако гибридная технология — это лучшее из обоих миров. У него бензиновый двигатель, который обычно меньше, чем у автомобилей, работающих на газе, и электродвигатель.

Внутренняя часть гибридного Highlander 2021 года может выглядеть как путаница проводов, но она работает по базовым принципам, позволяющим управлять автомобилем более экологичным способом.
 
Эти два источника энергии объединяются по-разному в разных моделях для движения автомобиля. Иногда двигатель и электродвигатель одновременно включают трансмиссию, приводя автомобиль в движение.

В других случаях бензиновый двигатель приводит в действие генератор, который заряжает батареи или запускает трансмиссию.

Как работают батарейки?
Существует два вида гибридов — подключаемый гибрид и самозаряжающийся гибрид. Самозаряжающиеся гибриды становятся все более распространенными из-за их удобства. В линейке гибридных моделей Toyota 2021 года восемь моделей предлагаются в гибридном исполнении, а RAV4 и Prius также предлагают гибридный вариант с подключаемым модулем. Большинство гибридов не подключаются к розетке, но те, которые подключаются, могут гораздо дольше питаться от электроэнергии.)  

Аккумулятор в автомобилях с подключаемым модулем в основном заряжается, когда кто-то подключает его к зарядной станции. Эти транспортные средства могут работать исключительно на электричестве дольше, обычно около 30 миль, прежде чем включится бензин. Гибриды, которые не подключаются к сети, не могут поддерживать себя на одном аккумуляторе так долго, но по-прежнему используют электроэнергию наряду с топливом.

Независимо от того, подключен он к сети или нет, у гибридов есть альтернативный способ зарядки аккумулятора. Когда автомобиль тормозит, он может преобразовывать эту кинетическую энергию для питания аккумулятора в процессе, называемом «рекуперативным торможением».

Как гибриды могут производить меньше выбросов и больше миль на галлон?
Все знают о двух лучших преимуществах гибридных автомобилей — меньшем количестве выбросов и меньшем расходе топлива. Но как технология справляется с этим?

Как упоминалось выше, у гибридов бензиновый двигатель меньше, чем у других автомобилей, что уже помогает. В сочетании с аккумулятором ему не нужно использовать столько газа, что означает, что в целом автомобиль производит меньше углекислого газа. Автомобиль иногда может полностью отключить бензиновый двигатель и просто полагаться на аккумулятор, например, когда водитель останавливается на красный свет.

Гибриды расходуют больше бензина по тем же причинам. Когда часть энергии, идущей на движение вашего автомобиля, поступает от аккумулятора, а не от бензина, логично, что вы получите больше отдачи от затраченных средств в отделе топлива. Большинство гибридных моделей могут похвастаться более чем 10 дополнительными милями на галлон по сравнению с их негибридными аналогами.

«Toyota находится в авангарде гибридных технологий с тех пор, как Prius дебютировал во всем мире в 1997 году. Теперь эти инновации привели к созданию Toyota Hybrid Synergy Drive System».

Что такое гибридная синергетическая система привода Toyota?
Система Hybrid Synergy Drive от Toyota уникальна, поскольку она объединяет генератор, электродвигатель и бензиновый двигатель в единое целое.

Toyota находится в авангарде гибридных технологий с тех пор, как Prius дебютировал во всем мире в 1997 году. Теперь эти инновации привели к созданию Toyota Hybrid Synergy Drive System.

Эта система автоматически переключается между электричеством и бензином по мере необходимости, обеспечивая консервативный, но эффективный опыт вождения. Хитрость заключается в устройстве разделения мощности, наборе шестерен, которые соединяют бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель. Благодаря этому соединению автомобиль может работать только на газе, только на электричестве или на обоих одновременно. Он также может делить — или «разделять» — энергию двигателя между зарядкой генератора и питанием остальной части автомобиля.

Когда вы едете медленно, двигатель использует генератор для зарядки аккумулятора. Двигатель может выключаться, когда автомобиль останавливается. В таких моделях, как Venza 2021 года, автомобиль показывает эти изменения потока энергии в любой момент с помощью визуального сенсорного экрана.

Гибриды — легко управлять, а теперь легко понять
Хотя гибриды могут показаться сложными, на самом деле они используют те же концепции, что и традиционные автомобили с двигателем внутреннего сгорания, только по-другому. Гибриды часто воспринимаются как слишком медленные или неисправные, но это часто ошибочное мнение. На самом деле, многие гибридные автомобили Toyota превосходят своих бензиновых аналогов и требуют меньше обслуживания.

Если вас интересует гибридный автомобиль, обратитесь к ближайшему местному дилеру Toyota.

Как работают гибридные автомобили? Полное руководство

Блог

Автомобильный гид

Прошло более 20 лет с тех пор, как сначала Toyota Prius, а затем Honda Insight представила современные гибридные электромобили в Канаде.

Предыдущий

Поиск по категории

Категории исследований

• Авто Финансы
• Автомобильный гид
• Советы по вождению
• Обслуживание
• Новости
• Напоминает
• Экономить деньги

Псс! Хотите отличную сделку на свой следующий автомобиль?

Получите бесплатные, простые и поддержанные экспертами советы обо всем, что вам нужно знать о покупке следующего автомобиля (или продлении срока службы текущего).

Зарегистрируйтесь!

Рекомендуемые статьи

• Обзор Nissan Frontier 2022 года
• Продление водительских прав Онтарио: что нужно знать
• Обзор зимней шины Continental VikingContact 7
• Въезд в США из Канады на автомобиле: требования и COVID-19

Автомобильный гид | 21 марта 2023 г.

Обзор Nissan Frontier 2022 года

Полностью переработанный внутри и снаружи, а также совершенно новый 3,8-литровый двигатель V6, конкуренты небольших грузовиков Nissan могут предложить больше вариантов двигателей, более высокую тяговую мощность или. ..

Прочитать эту историю

Автомобильный гид | 20 марта 2023 г.

Продление водительских прав Онтарио: что нужно знать

Если вы являетесь жителем Онтарио и хотите водить автомобиль, здесь нет ничего удивительного: вам нужны действующие водительские права, которые необходимо регулярно продлевать…

Прочитать эту историю

Автомобильный гид | 17 марта 2023 г.

Обзор зимней шины Continental VikingContact 7

Мы рассмотрим основные характеристики зимних шин Continental VikingContact 7, их характеристики и один параметр, который произвел на нас наибольшее впечатление после пробега в 1200 км. ..

Прочитать эту историю

Автомобильный гид | 15 марта 2023 г.

Первая поездка: обзор внедорожника Ferrari Purosangue 2023 года

Первый в истории 4-местный автомобиль Ferrari — полностью натуральный полноприводный суперкроссовер, разработанный для семьи, которая постоянно находится в движении. Поездка по Канаде в Пинцоло, Италия, для…

Прочитать эту историю

Автомобильный гид | 13 марта 2023 г.

Первая поездка: обзор Lexus RZ 450e 2023 года

Автомобильный конгломерат Toyota имеет более чем 25-летний опыт разработки серийных электромобилей для всего мира.