Что такое гибридный двигатель автомобиля схема и принцип работы

Что такое гибридный двигатель автомобиля схема и принцип работы

Есть ли жизнь без Приуса все гибридные автомобили российского рынка — – автомобильный журнал

Вряд ли можно считать современный ассортимент гибридов – по крайней мере, на нашем рынке – попыткой сэкономить: в большинстве своем бензоэлектрические модели – красивая «приставка» к основному модельному ряду. Более того, из актуального ассортимента пропала Toyota Pruis, но на подходе – новые «мягкие» гибриды с 48-вольтовой батареей, вроде свежего Mercedes-Benz GLE. Так какой выбор есть у тех, кто хочет «приобщиться к спасению экологии»?

П еречисляя все имеющиеся в продаже гибриды, логично будет располагать их по увеличению цены, ведь она до определенной отметки имеет значение. А заодно мы будем указывать стоимость базового исполнения модели – для понимания того, сколько нужно доплатить за возможность сэкономить бензин или проехать десяток-другой километров на чистом электричестве.

Прежде чем выяснить имя самого дешевого гибрида на рынке, стоит сказать еще пару слов о модели, с которой у многих, собственно, и ассоциируется слово «гибрид» – Toyota Prius. До конца прошлого года он и занимал позицию самого доступного бензоэлектрического автомобиля в России: его базовая цена составляла 2 322 000 рублей. Однако в начале этого года Prius тихо пропал с официального сайта. Возможно, это объясняется временным прекращением поставок на фоне обновления модели, но более конкретных новостей о возвращении пока нет. Какой же гибрид стал самым дешевым на фоне отсутствия «классика»?

  • Цена: от 2 316 000 рублей
  • Цена гибридной версии: от 2 848 000 рублей

Lexus UX, с которым мы знакомились в Женеве в прошлом году, фактически стал наследником хэтчбека CT, который ввиду низкой популярности вывели из модельной линейки, заменив модным кроссовером. Учитывая, что CT, по сути, был «премиальным Приусом», UX можно считать Приусом «альтернативным»: с ним его роднит платформа GA-C архитектуры TNGA. Он, однако, при более высокой цене предлагает меньшие габариты: колесная база на 60 миллиметров короче (2 640 против 2 700), а общая длина – на 45 (4 495 против 4 540).

Lexus UX 250h ‘2018–н.в.

Да и техническое наполнение тут иное: к примеру, под капотом не 1,8-литровый атмосферник 2ZR-FXE, а двухлитровые моторы новой серии Dynamic Force. В гибридной версии двигатель имеет обозначение M20A-FXS и выдает 178 л.с., работая в паре с электромотором. Кроме того, только гибридная версия имеет полный привод: на задней оси здесь отдельный электромотор, не имеющий связи с основной силовой установкой и приводящий задние колеса. Заявленный расход топлива в смешанном цикле у нее составляет 4,8 л/100 км.

Цены на гибридное исполнение Lexus UX начинаются с 2 848 000 рублей: такая машина может немного ездить на электричестве, но не имеет навигации и адаптивной подвески. Вторая доступна в версии F Sport за 3,1 миллиона, а вот навигация вместе с вентиляцией сидений и проекционным дисплеем появляются в комплектации Feel за 3 736 000 рублей.

  • Цена: от 2 502 000 рублей
  • Цена гибридной версии: от 3 231 000 рублей

Lexus NX, даром что старший брат, кое в чем схож с UX. Даже в габаритах колесной базы: несмотря на то, что разница в длине кузова – более 13 сантиметров, между осями все равно больше всего на пару: 2 660 против 2 640 мм. Да и схема полного привода у гибридной версии схожа с таковой у UX: несмотря на разницу в одной букве, исполнения 300 и 300 h для NX отличаются кардинально.

Lexus NX 300h ‘2017–н.в.

У гибрида под капотом работает атмосферный 2AR-FXE в паре с электромотором, а на задней оси – свой 68-сильный электродвигатель 3ZR-FAE. Мощность на переднюю ось передает вариатор. Заявленный расход – 5,4 л/100 км. В «обычных» версиях все иначе: коробка – 6-ступенчатый автомат, а полный привод в NX 200 AWD и NX 300 реализован через привычную многодисковую муфту.

Гибридный NX стоит минимум 3,2 миллиона рублей – но в исполнении Executive нет, к примеру, «интеллектуальной системы доступа» в автомобиль без ключа. А за комплектацию Exclusive, где кроме нее будет 10-дюймовый экран мультимедийки вместо 8-дюймового, подогрев задних сидней, электрорегулировка руля и расширенный комплекс электронных ассистентов, придется отдать уже 4 миллиона.

  • Цена: от 2 593 000 рублей
  • Цена гибридной версии: от 3 355 000 рублей
Читайте также:  О подборе жиклеров по табличке разноцветной, в инете фигурируемой

Murano, несмотря на «народный» шильдик, дороже маленьких Лексусов, поскольку играет в другом размерном классе: при длине в 4,9 метра он имеет колесную базу в 2 825 мм. Гибридная версия здесь тоже отличается мотором: на «обычных» машинах это 3,5-литровый атмосферный V6 с индексом VQ35DE, а вот на гибриде – 2,5-литровая рядная «четверка» QR25DER с компрессором Eaton.

Nissan Murano Hybrid ‘2015–н.в.

Последний сполна компенсирует разницу в рабочем объеме, а электромотор, объединенный с цепным вариатором, добавляет к 234 «бензиновым» силам еще 20 своих. Полный привод – вполне типичный, с многодисковой муфтой в приводе задних колес. Любопытно, что расход топлива, заявленный для гибридного кроссовера, всего на пару литров меньше, чем у варианта с 3,5-литровым атмосферником: 8,3 литра против 10,2.

Базовый Murano с передним приводом можно купить за 2,6 миллиона рублей, а полноприводный обойдется в 2,8 – но гибридное исполнение положено только версии Top, которая и без того стоит 3 122 000 рублей, а с батарейкой – все 3 355 000. С точки зрения оснащения она вне зависимости от силового агрегата отличается отдельной мультимедийкой для пассажиров второго ряда и панорамной крышей. Стоит ли переплата в 200 с лишним тысяч виртуальных двух литров бензина на сотню – вопрос риторический, но 19 проданных за прошлый год машин говорят о наличии энтузиастов, заинтересованных в такой покупке.

  • Цена: от 3 150 000 рублей
  • Цена гибридной версии: от 4 190 000 рублей

В отличие от всех предыдущих представителей обзора, E 350 e – это первый представитель класса PHEV, то есть, подзаряжаемых гибридов. Автомобиль построен на модульной заднеприводной платформе MRA и в пятом поколении располагает чуть более 4,9 метра длины при 2 939 мм колесной базы.

Mercedes-Benz E 350 e Exclusive Line (W213) ‘2016–н.в.

В гибридной связке электродвигатель мощностью 82 л.с. объединен с 9-ступенчатой коробкой передач, а основная движущая сила – рядная «четверка» M274 на 211 л.с. Батарея имеет скромную емкость в 6,2 кВт*ч, на которых, впрочем, можно проехать до 30 километров, а зарядиться – от розетки. Правда, заявленный смешанный расход в 2,1-2,5 л/100 км явно получен с учетом максимального участия электромотора в процессе езды.

Hyundai-гибрид

Hyundai предлагает широкий ассортимент гибридных автомобилей

Что означает гибрид?

Понятие „гибрид“ изначально использовалось в биологии, где оно обозначало скрещение двух видов. Применительно к транспортным средствам гибрид – это автомобиль с двумя различными источниками энергии. Для Hyundai это означает, что в одном и том же автомобиле имеется как электрический двигатель, так и двигатель внутренннего сгорания (бензиновый или дизельный). Идя навстречу пожеланиям и потребностям клиентов Hyundai предлагает широкий ассортимент самых разных гибридов.

„Мягкие“ гибриды и микрогибриды

В автомобиле с системой „мягкого“ гибрида помимо системы Старт-Стоп имеется также пусковой генератор, который поддерживает начало движения с места, уменьшая таким образом расход топлива. Hyundai Tucson оснащен 48-вольтовой „мягкой“ гибридной системой. Дизельный двигатель объемом 1,6 л обеспечивает автомобилю мощность в 136 л.с., а дизельный двигатель объемом в 2,0 л – 185 л.с.

О гибридной технологии иногда говорят уже в том случае, когда в автомобиле имеется система Старт-Стоп и небольшой электродвигатель, помогающий началу движения. На практике в таких микрогибридах двигатель внутреннего сгорания выключается, например, когда автомобиль останавливается у светофора, и вновь запускается, когда водитель снимает ногу с тормоза или нажимает сцепление. Во всех нынешних моделях Hyundai такая система имеется.

Гибрид

Автомобили-гибриды различаются по своему внешнему виду, однако их объединяет то, что они имеют два источника энергии: двигатель внутреннего сгорания (как правило, бензиновый) и электрический двигатель. Энергия для электродвигателя генерируется путем накопления кинетической энергии. Например, при спуске с горы или торможении скорость автомобиля при помощи генератора может быть замедлена. Это преобразует энергию вращающихся колес в электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Автомобиль использует для движения аккумулированную электроэнергию, однако ее хватает лишь на очень короткие расстояния. Аккумулятор нельзя зарядить от внешнего источника питания. Такие автомобили называют также полными гибридами и самозаряжающимися гибридами.

На практике использование автомобиля не отличается от использования автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Гибридными моделями Hyundai являются IONIQ Hybrid и KONA Hybrid с бензиновым двигателем в 105 л.с. и электродвигателем в 43,5 л.с. (32 кВт).

Читайте также:  Как правильно использовать газовый баллон в быту

Подключаемые гибриды

Как явствует из названия, подключаемые гибриды можно подключать для зарядки. Подключаемые гибриды называют также плагин-гибридами. Помимо сохранения энергии во время движения, аккумулятор такого автомобиля можно заряжать от обычной штепсельной розетки или специального зарядного устройства, предназначенного для электромобилей. Hyundai IONIQ Plug-in оснащен наряду с электродвигателем мощностью 61 л.с. (44,5 кВт) также бензиновым двигателем внутренннего сгорания мощностью 105 л. с. Литий-ионный полимерный аккумулятор обычно обеспечивает движение на электроэнергии, в зависимости от условий, приблизительно на расстоянии 52 километров; в городских условиях — даже больше. Когда возможности движения полностью на электроэнергии исчерпаны, можно продолжать езду при помощи бензинового двигателя, а затем, когда появится возможность, зарядить транспортное средство от зарядного устройства. Если вы обычно ездите на небольшие расстояния и проблем с зарядкой аккумулятора нет, то вы можете полностью осуществлять поездки на электричестве.

Как описано выше, аккумулятор во время движения накапливает электричество. Если езда на электричестве необходима только в конце поездки, то в начале можно выбрать гибридный режим. В этом случае автомобиль прежде всего использует двигатель внутреннего сгорания, заряжая в то же время с помощью этого аккумулятор.

Достигнув того участка пути, на котором водитель хочет использовать электродвигатель (напр., при движении в городе), он выбирает режим езды на электродвигателе. Это означает, что водитель может по своему желанию выбирать, ехать с помощью двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя, но по умолчанию этот выбор осуществляется автоматически самим автомобилем.

На практике езда на заряжаемом гибриде не отличается от езды на автомобиле с обычным двигателем внутреннего сгорания.

Что хорошее или полезное отличает электродвигатель от двигателя внутреннего сгорания?

Езда на электроэнергии более экономична, чем езда на традиционном топливе. Электродвигатель поддерживает двигатель внутреннего сгорания при начале езды и при ускорении во время езды, позволяя быстрее двинуться с места или ускориться при переезде.

Суть работы гибридных «сердец»

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают двигатели, работающие на водороде.

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

Читайте также:  Как закрепить номер на автомобиле в рамке инструкция по установке, фото

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

  1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
  2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
  3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
  4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
  5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
  6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
  7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
  8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

  1. Высокая стоимость автомобиля.
  2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
  3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Ссылка на основную публикацию
Что такое aux в компьютере
Как подключить музыкальный центр к компьютеру или ноутбуку Многие пользователи задаются вопросом, как подключить музыкальный центр к компьютеру. Связано это...
Что может вызвать повышенный расход топлива — Авто-Импульс
Большой расход топлива, причины, как исправить Большой расход топлива обычно относят к неисправностям электронных систем автомобиля, всегда ли это так?...
Что можно использовать вместо смазки
Вред вазелина и какими средствами его можно заменить Со дня изобретения вазелина он стал чудодейственной повсеместной мазью, используемой для лечения...
Что такое BAS (Brake Assist System) в автомобиле работа системы
Brake Assist - что это такое в автомобиле и для чего нужно Для обеспечения максимальной безопасности водителей, пассажиров и пешеходов...
Adblock detector