Что такое гибридный двигатель на автомобиле? Виды и принцип работы


Что такое гибридный автомобиль? Схема 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

Автомобиль с гибридным двигателем - принцип работыЧтобы 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

Что такое гибридный двигатель - схема взаимодействияСегодня 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!

Поделитесь информацией с друзьями:
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Facebook
  • Twitter
  • В закладки Google
  • Блог Я.ру
  • Мой Мир
  • Одноклассники

Читайте также: