С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Тип двигателя гибридный что это


Гибридный двигатель – схема, принцип работы, характеристика + видео

Почему мы хотим разобрать вместе с вами вопрос, как работает гибридный двигатель? Все дело в том, что в большинстве сфер нашей жизни сегодня наблюдается взаимодействие различных технологий, которые в результате дают более эффективные методы, приборы и механизмы. Не остались в стороне и моторы для нашего любимого транспортного средства. О принципах работы, плюсах и минусах таких агрегатов мы и поговорим на этой странице.

Если уж мы начали о смешении технологий, то следует пояснить, как это касается и затронутой нами темы. Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного. Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя.

Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов. Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы.

А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее. Автомобили с гибридным двигателем умеют сами себя обслуживать, касается это электрической части мотора. Электрический компонент не бездельничает, пока работает топливный, он аккумулирует вырабатываемую энергию, чтобы потом снова пустить ее в дело.

Не исключены ситуации, когда оба элемента двигателя работают одновременно, например, при разгоне, когда от автомобиля требуются большие силовые затраты.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Что значит гибридный двигатель, мы вкратце разобрали. Теперь хотелось бы углубиться немного и рассмотреть его схему. Следует учесть, что их существует целых три. Поэтому начнем с самой простой, которая для нас представляет наименьший интерес – это последовательный гибрид. Электромотор является главным участником в запуске и движении колес транспорта, а вот двигатель внутреннего сгорания (ДВС) всего лишь находится у него на поддержке, раскручивает генератор.

Для сегодняшнего авто такое устройство гибридного двигателя не будет лучшим вариантом, ведь требуются емкие аккумуляторы, малолитражные ДВС, а сама машина будет медленная и неповоротливая. Хотя все же есть некоторые представители среди легкового автопарка, например, Chevrolet Volt. Но из-за главенствующего электро-компонента ему присущи все минусы электромобилей, взять хотя бы зависимость километража на одном заряде батареи, но это постепенно решают применением турбо-ДВС.

Следующие схемы называют параллельной и смешанной. Смешанная схема чаще всего встречается в Lexus и представляет собой плотное взаимодействие электромотора и ДВС. Они работают вместе, приводя авто в движение, принцип работы построен так, что даже трансмиссия является бесступенчатой, далекой от привычной нам. Такие варианты очень современные, но и очень дорогие.

А вот привычная нам схема называется параллельной и встречается довольно часто. Электромотор тут является хоть и не ведущим, но незаменимым помощником, страхуя ДВС в случаях потребности в дополнительной мощности. Батареи не являются большими и емкими, отчего их легко зарядить прямо во время движения, и они всегда готовы отозваться по первому требованию.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Информация была бы неполной без указания положительных и отрицательных сторон гибридных моторов. Конечно, плюсов будет больше, но и минусы имеются, как во всем новом и малоизученном со стороны потребителя. Например, почему-то чаще всего встречается гибридный бензиновый двигатель, хотя давно всем известна экономичность и большая мощность «дизелей». Но никакого секрета тут нет, потому что, во-первых, технологию разрабатывали за океаном, т.е. в Америке, а там с соляркой пока что знакомы слабо. Во-вторых, гибридный дизельный двигатель стоил бы еще дороже, хотя цена на такие технологии уже далеко выше средней.

Небольшой скепсис вызывают гибриды из-за электромотора, т.е. его батареи. Это достаточно капризный элемент, требующий постоянной эксплуатации, иначе срок службы гибридного двигателя значительно снизится именно из-за нее. Она плохо переносит перепады температур, может саморазряжаться, в дальнейшем возникают неясности с ее утилизацией. Так же тень на репутацию смешанных моторов накладывает не только их дороговизна, но и большая стоимость комплектующих и ремонта, если он понадобится. Причем самостоятельно его провести невозможно.

Ну, а теперь можно рассказать и о приятном. Про экологичность и экономичность можно говорить смело, это действительно так, хотя бы исходя из двойственной природы агрегата. Наличие батареи позволяет дольше ездить без заправки, сохраняя все технические показатели в актуальном состоянии. Эту батарею не нужно заряжать, заправка авто осуществляется только топливом. Двигатель, благодаря компьютеру, работает всегда в оптимальном режиме, как бы вы ни пытались его «насиловать». Иногда такие машины могут двигаться вовсе без топлива, причем отличаются они еще и тихоходностью, мотор работает чуть слышно.

  • Автор: Андрей
  • Распечатать

carnovato.ru

Что такое гибридный двигатель на автомобиле? Виды и принцип работы

Всем доброго дня! Сегодня мы разберем и расскажем о том, что такое гибридный автомобиль и его двигатель. Немного затронем принцип работы и взаимодействие с основным мотором.

Гибридный двигатель автомобиля: что это и как его определить?

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, в последнее время чаще подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное и мощное, которое позволит полностью удовлетворить потребности человека в быстром, комфортном и безопасном передвижении.

Хорошей альтернативой современным 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 (в большинстве случаев он не превышает 150 – 180 км), а также очень длительный срок подзарядки (обычно занимает несколько часов). Кроме прочего такие автомобили имеют достаточно высокую стоимость, поэтому в ближайшем будущем рассчитывать, что они полностью придут на замену существующим топливным машинам не стоит.

Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип его работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые в дальнейшем питают тягу авто.

Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости автомобиля, повышение уровня его мощности, а также повышение уровня его экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей, а 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 основных типа таких двигателей, а именно:

• умеренные;

• полные;

• plug-in.

Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС, а установленный электродвигатель включается в работу в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход позволяет существенно экономить топливо (ведь его расход при увеличении мощности существенно возрастает), более равномерно использовать ДВС и не допускать его чрезмерных перегрузок.

Для второго типа гибридного автомобиля характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС в этом случае используется как источник его постоянной подзарядки. Такой подход дает возможность выработать постоянный режим работы ДВС, что дает возможность достигнуть максимального показателя его КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива существенно снижается.

В третьем случае в автомобиле еще и добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка обычных электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу обычного гибрида).

Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть работы этой системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда автомобиль двигается накатом (своим ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива в городских условиях.

Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей

Сегодня выделяют три основные схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на современных гибридных двигателях. А именно:

• последовательную;

• параллельную;

• последовательно-параллельную.

В первом случае принцип взаимодействия максимально прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается в качестве тяговой силы.

Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:

  • равномерность работы ДВС;
  • достижение его максимального КПД;
  • снижение уровня потребления топлива;
  • отсутствие системы переключения передач;
  • возможность передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.

Но есть и некоторые недостатки в гибридных автомобилях. 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 в случаях, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет существенно экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.

Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя наиболее оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда автомобиль постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридный автомобиль все же работает от ДВС.

Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь энергия работы 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 Вам рассказать о гибридном двигателе.

Удачи!

shokavto.ru

Гибридный двигатель. История создания и принцип работы.

Подробности Автор: Сергей Категория: Двигатель Опубликовано: 02 января 2015 Просмотров: 5009

Гибридный двигатель (или гибрид) – силовая установка, которая использует несколько видов топлива (два и более источника) и синергетический эффект от их совместного применения. Это может быть бензин и электроэнергия, бензин и газ, дизель и электроэнергия, водород, бензин и электроэнергия, а также множество других сочетаний. Благо, современная техника позволяет это делать.

История гибридных двигателей.

Считать гибридный двигатель каким-то суперсовременным изобретением – небольшое заблуждение. Да, современные гибриды – это высокотехнологичный инженерный проект, но если разобраться, то гибридный двигатель ведет свою историю еще с XIX-XX веков. Так, в 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производить автомобили с гибридными двигателями.

Чуть позже в 1900 году производство гибридов начала осваивать и знаменитая американская корпорация General Electric. Интересно, что гибридные грузовики изготовлялись в Чикаго до 1940 года, хотя, в целом, это было несерийное производство.

Не прижилась гибридная технология в то время в силу нескольких причин. Во-первых, цены на топливо и энергоресурсы в те годы были настолько низкими, что отбивали любую экономическую целесообразность производства гибридов. Во-вторых, мощность обычного бензинового двигателя тогда была, однозначно, намного большей.

Энергетический кризис последних лет, связанный со стремительным ростом цен на энергоносители, а также ужесточение экологических норм подстегнули производителей к разработке и производству эффективных гибридных двигателей нового поколения. Современный гибрид – это, как правило, система из двух основных силовых установок: бензиновой (или дизельной) и электрической. Кроме них, в цепи задействовано еще несколько обеспечивающих узлов. Например, ими могут быть: электрогенератор, аккумуляторная батарея (накапливает заряд), инвертор (преобразует постоянный ток в переменный) и электронный вариатор. Все это контролируется и управляется современным мощнейшим компьютером, который повышает эффективность использования энергоресурсов в десятки раз по сравнению с традиционным ручным или аналоговым управлением. Топливная часть системы может работать одновременно с электрической, но предусмотрены и раздельные циклы. Важно, что во время работы топливной системы, электрическая не простаивает, а накапливает (аккумулирует) энергию.

Устройство, принцип работы гибридного двигателя. На сегодняшний день существует несколько типов гибридов:

  • Последовательный (series hybrid). При такой схеме двигатель внутреннего сгорания приводит в движение генератор, электроэнергия от которого запитывает электродвигатель. Последний, в свою очередь, вращает колеса автомобиля. Такой подход позволяет использовать бензиновый двигатель малой мощности при условии, что он будет постоянно работать при максимальном КПД. Автомобили с такой схемой, как правило, малолитражные и имеют крупную батарею (например, Chevrolet Volt);
  • Параллельный (parallel hybrid). В этом случае колеса автомобиля приводит в движение и бензиновый двигатель, и электрический. В зависимости от условий движения электродвигатель может создать дополнительную мощность. Такая схема встречается очень часто. Аккумуляторы в этом случае компактные и заряжаются прямо во время движения транспортного средства. Главный недостаток тут в том, что электродвигатель не может одновременно вращать колеса и заряжать батарею. Подобная схема реализована на автомобилях Civic Hybrid и Volkswagen Touareg Hybrid;
  • Последовательно-параллельный (смешанный). Из названия легко предположить, что третий тип совмещает в себе два предыдущих. На данный момент это наиболее эффективная схема гибрида. Для вращения колес может использоваться комбинированная тяга (бензиновый двигатель плюс электродвигатель). Кроме того, электродвигатель может одновременно вырабатывать электроэнергию (работать в качестве генератора) и создавать тягу (как мотор). Недостаток схемы в ее очень высокой стоимости.

В пример смешанной схемы можно привести гибридную силовую установку Hybrid Synergy Drive от Lexus (Toyota). Тут бензиновый двигатель объемом 3.3 литра, 2 электродвигателя и аккумуляторная батарея. Для связи между тремя этими элементами конструкции используется устройство распределения энергии с компактной планетарной передачей, которая снижает потери энергии на трении. Для управления потоками энергии имеется блок управления и полупроводниковое устройство переключения. Инвертор в установке HSD преобразует постоянный ток батареи в переменный ток для электродвигателя.

Для движения автомобиля на небольших скоростях и для старта используется электродвигатель. Это позволяет сэкономить бензин и плавно тронуться с места. При переходе в нормальный режим езды включается бензиновый двигатель, который работает параллельно с электромоторами. Излишки энергии отдаются на аккумулятор. Во время разгона активно работает двигатель внутреннего сгорания. В режиме торможения используется так называемая рекуперативная система торможения, когда электродвигатели работают в генераторном режиме, подзаряжая аккумулятор. Т.е. в основных режимах работы используется бензиновый двигатель, а в промежуточных (переходных) электрический.

Преимущества и недостатки гибридного двигателя. Конечно же, несмотря на высокий уровень технологий, гибридная установка имеет как неоспоримые преимущества, так и некоторые недостатки, над которыми продолжают работать ведущие инженеры. Начнем с достоинств:

  • эффективный расход топлива и его экономия до 35%;
  • низкий уровень токсичности выхлопных газов;
  • низкий шум;
  • отличная управляемость и более плавный разгон автомобиля;
  • полный контроль установки при помощи бортового компьютера и электронных систем;
  • компоненты батареи гибридных автомобилей легко утилизировать и перерабатывать;
  • система рекуперативного торможения помогает сохранить энергию;
  • длительный срок службы батареи у гибридного транспортного средства.

Среди недостатков гибридов стоит упомянуть такие:

  • высокая стоимость автомобилей с гибридной силовой установкой;
  • большая стоимость комплектующих запчастей и ремонта. Самостоятельно ремонтировать вряд ли получится, а полноценный сервис подобным автомобилям пока могут предоставить только в очень крупных городах. Кроме того, могут возникнуть заминки с поставкой нужных запчастей;
  • электрическая система плохо переносит значительные перепады температур.

Популярным заблуждением относительно гибридных двигателей является миф о потере мощности и эффективности силовой установки. Это не так, с мощностью у гибрида полный порядок. Кроме того, не требуется какое-либо специальное топливо для заправки.

Ведущие мировые автопроизводители уже по достоинству оценили преимущества гибридных двигателей. С каждым годом количество гибридных автомобилей растет, завоевывая все большую популярность у водителей. Рынки расширяются. Гибридный двигатель – настоящий шедевр инженерной мысли, суперсовременное экономичное и экологичное устройство, за которым ближайшее будущее мирового автопрома. В виду удорожания углеводородного топлива можно смело предсказать, что уже через 5-10 лет гибридные силовые установки будут широко распространены по всему миру.

pnipokolesu.ru

Что такое гибридный двигатель?

Гибридные автомобили пользуются все большей популярностью. Давайте подробнее разберемся, что такое автомобиль с гибридным двигателем, и какие бывают типы моторов. 

Гибридным, называется автомобиль, у которого, для привода ведущих колес применяется больше одного источника энергии, если быть более точным, то два разных. На практике в гибридах используется ДВС (двигатель внутреннего сгорания) и электродвигатель.

По типу, различают две основные категории гибридов: параллельный и полный.

Параллельный гибрид. В этом типе двигателя, ДВС является основным, в то время как электродвигатель, дополняет его и автоматически подключается при ускорении автомобиля или начале движения. 

Полный гибрид. В этом типе мотора более сложное устройство. По сути, при этой схеме два двигателя могут работать по отдельности или одновременно. Электрический двигатель может работать автономно. Когда требуется больше тяги, подключается ДВС. При этой компоновке система сама определяет, при каких условиях необходимо подключать в работу второй агрегат, а когда достаточно мощности одного. 

Преимущества гибридных автомобилей

Преимущества этого типа моторов очевидны. Гибридный двигатель потребляет гораздо меньше топлива, в среднем на 30-35%. При этом, мощность ничем не отличается от ДВС. Выброс в атмосферу вредных веществ меньше, чем у обычных ДВС, даже самых современных. Выгода для автовладельца, также, очевидна, поскольку затраты на топливо: бензин и дизель, меньше, а учитывая, что во многих странах Европы горючее стоит довольно дорого, автомобили с гибридным мотором вызвали настоящий ажиотаж у экономных европейцев.

Затраты на техническое обслуживание гибридных автомобилей ничем не отличаются от обычных. Гибридный автомобиль обычно не имеют ремня газораспределения, и, в нем отсутствует сцепление. Ресурс тормозной системы обычно больше, так как они используются меньше. В гибридном автомобиле применяется система рекуперативного торможения, т.е. перед тем, как будут задействованы обычные, гидравлические тормоза, в работу включается торможение двигателем и рекуперация энергии, т.е. ее преобразование из механической в электрическую. 

Надежность. ДВС имеет меньший ресурс работы, поскольку имеет большую зависимость от качества используемого топлива, масла. Электродвигатель, который является составной частью гибридного мотора автомобиля, не подвержен влиянию на него качества горючего, поскольку работает как аккумулятор-генератор.

Несмотря на то, что стоимость автомобиля с гибридным двигателем, пока выше чем с ДВС, развитие и усовершенствование технологий в этом направлении происходит очень быстро. И цена автомобиля с гибридным двигателем с каждым годом снижается. В скором времени этот тип моторов по популярности превзойдет общепринятые ДВС.

tccm.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости