Что такое «гибридный двигатель»

Гибридный двигатель – схема, принцип работы, характеристика видео; АвтоНоватор

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.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

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.

Читайте также:  Чрезмыщелковый перелом плечевой кости диагностика и лечение

Правда ли, что гибриды очень экономичные? Считаем, есть ли выгода

Рассматриваем три разных варианта для покупки гибридного автомобиля и считаем, возможно ли выйти в плюс

Современный рынок автомобилей изобилует различными моделями и типами машин, каждая из которых, как правило, приводится в движение бензиновыми, либо дизельными двигателями внутреннего сгорания (далее – ДВС). Однако совсем небольшая доля автомобильного рынка принадлежит машинам с гибридными силовыми установками. Как правило, под капотом таких автомобилей установлено два мотора — классический двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Какие варианты новых автомобилей с гибридной силовой установкой можно приобрести сегодня в России? Что выгодней – купить более дешёвую машину с обычным ДВС, или переплатить за гибридную версию, чтобы со временем оказаться в плюсе?

Сразу стоит отметить, что на сегодняшний день рынок гибридов, официально продающихся в России, не такой уж и большой, а самое главное — далеко не бюджетный. Шутка ли — самая доступная машина-гибрид представлена концерном… Lexus, и её стоимость близка к 3 миллионам рублей. Так что, «по гибридным меркам», ценник около трёх миллионов является стартовым, цена около 5-7 миллионов относится к «средней» категории, за люксовый же гибрид придется отдать от 10 миллионов.

Для поиска выгоды и разнообразия мы взяли три разных автомобиля из этих самых условных «гибридных категорий». Самый доступный — Lexus UX, средний — Mercedes-Benz GLC и люксовый Porsche Cayenne.

Lexus UX 250h

Самый доступный по цене (по состоянию на конец января 2020-го года) автомобиль-гибрид в нашей стране – небольшой паркетник Lexus UX. В Россию японский автоконцерн официально поставляет две вариации кроссовера. Первая версия — Lexus UX 200, оснащённый обычным двухлитровым бензиновым двигателем объёмом 2 литра и мощностью 150 лошадиных сил. В паре с мотором работает классический вариатор.

Вторая же версия – это Lexus UX 250h, оснащённый тандемом того же двухлитрового бензинового ДВС и электромотора. В качестве трансмиссии выступает «гибридная автоматическая бесступенчатая трансмиссия».

Принцип работы тут следующий: при мягком старте и плавном движении по городу Лексус не расходует бензин, используя только электромотор. ДВС же подключается по необходимости в те моменты, когда водителю требуется дополнительная мощность. Двигаться только на электричестве UX 250h может на скоростях до 115 км/ч.

При всём при этом, заряжать такую машину не нужно: силовая установка, используемая на Лексусе, называется «самозаряжающийся гибрид». Это значит, что при движении электромотор постоянно находится в режиме подзарядки, особенно в моменты, когда автомобиль останавливается или замедляет ход – такая технология называется системой «рекуперации».

Mercedes-Benz GLC 350e

Более дорогой вариант гибридного паркетника предлагает Mercedes-Benz. Немецкий премиум-бренд также, как и Lexus, официально поставляет в Россию «электрофицированные» версии своих автомобилей. Хотя на деле, помимо четырёх бензиновых и дизельных версий (GLC 200, GLC 300, GLC 220d и GLC 300d), у официальных дилеров во всей Москве в наличии оказалось всего 3 гибридных Мерседеса. Хоть их и мало, но они всё же есть, а значит рассказать о них стоит. Речь идёт о кроссовере Mercedes-Benz GLC 350e.

Это двухлитровый бензиновый автомобиль номинальной мощностью 211 лошадиных сил. В связке с турбомотором трудится электродвигатель мощностью 82 л.с. В качестве трансмиссии же выступает классический автомат – 9G-Tronic.

Такой Мерседес способен принудительно проехать исключительно на электротяге около 30 километров (для сравнения, Lexus UX 250h заставить поехать на электротяге нельзя – автоматика сама решает, какую тягу использовать). Другое отличие гибридного немца от электрофицированного японца – способ зарядки. Как уже говорилось ранее, Лексус подзаряжается только на ходу, а вот Мерседес может заряжаться как при движении, так и от розетки.

Стоит добавить, что на сегодняшний день в России продаются гибридные GLC в дорестайлинговой версии, в то время как обычные автомобили этой модели доступны уже в рестайлинговом варианте.

Porsche Cayenne Turbo S E-Hybrid

Самых обеспеченных любителей гибридов своими автомобилями может заинтересовать Porsche. Один из них – внедорожник Porsche Cayenne Turbo S E-Hybrid. Эта машина имеет совершенно выдающиеся показатели динамики (3.8 секунды при разгоне до 100 кмч) и экономичности (3.7 литра бензина на 100 км пути).

Причём гибридный Cayenne Turbo S является самым мощным внедорожником из всей линейки Porsche — ближайший по мощности Cayenne Turbo имеет под капотом 550 лошадиных сил против 680 лошадиных сил у Cayenne Turbo S E-Hybrid. А потому приобрести эту машину могут не только поклонники гибридных машин, но и просто фанаты скорости.

Чем отличаются обычные версий автомобилей от гибридных?

Для наглядности сравним основные параметры всех трёх гибридных автомобилей с основными конкурентами — бензиновыми коллегами по концерну.

Читайте также:  Mercedes-Maybach S600 - цена, фото, характеристики

Окупаемость гибрида на фоне бензиновой версии

Наверное, всем известно, что первым и основным плюсом гибрида на фоне обычного автомобиля является экономичность. И это действительно так – гибридный автомобиль всегда будет потреблять меньше топлива, нежели классические собратья. Однако вопрос глобальной экономии далеко не так однозначен, как может показаться на первый взгляд. Вот примерный расчёт, который позволит оценить экономическую целесообразность приобретения гибридного автомобиля.

Lexus UX

При наших средних расчётах получается, что для окупаемости более высокой цены «в 0» владельцу гибридного Лексуса необходимо проехать примерно 550 000 километров. Тогда общая сумма затрат на автомобиль и топливо будет примерно равна.

Mercedes-Benz GLC

Для окупаемости более высокой цены гибридного Мерседеса «в 0» владельцу необходимо проехать чуть меньше 300 000 километров. Тогда общая сумма затрат на автомобиль и топливо будет примерно равна.

Porsche Cayenne

При средних расчётах получается, что для окупаемости «в 0» владельцу гибридного Порше необходимо проехать чуть меньше 400 000 километров. Тогда общая сумма затрат на автомобиль и топливо будет примерно равна.

В итоге, для достижения экономической выгоды всем трём автомобилям придётся пробежать приличные расстояния – Мерседесу около 300 000, Порше около 400 000, а Лексусу и вовсе около 550 000 километров. И это без расчёта стоимости обслуживания, которая у гибридных автомобилей всегда будет выше.

Выводы

Автомобили с гибридными силовыми установками – это одно из самых совершенных достижений машиностроения, которое позволяет не только экономить топливо, но и, в частности, улучшать экологию. Экономичность и экологичность прочно ассоциируются с гибридными автомобилями.

Однако, если посчитать все, выходит, что гибриды едва ли позволяют экономить деньги в целом. Да, подобные транспортные средства имеют немного улучшенную (по сравнению с бензином) динамику. Но, согласитесь, мало какой потенциальный владелец Мерседеса, Порше и Лексуса будет приобретать машину ради того, чтобы через 300, 400 и 550 тысяч километров пробега начать экономить деньги…

Таким образом, краткий вывод получается следующий: стоят гибриды, мягко говоря, прилично, а чтобы выйти в плюс, придётся, как минимум, 30 раз съездить из Анапы во Владивосток.

Что значит гибридный двигатель?

Гибридный автомобиль (hybrid) представляет собой транспорт, который оснащается не привычным двигателем внутреннего сгорания, а так называемым гибридным силовым агрегатом. Главным отличием гибридных автомобилей является то, что транспортные средства данного типа приводятся в движение посредством использования нескольких источников энергии: тепловой и электрической.

Другими словами, гибридная машина имеет на борту несколько типов двигателей, которые приводят в движение автомобиль.

Что касается самого понятия гибридного двигателя, то данный термин многими ошибочно понимается как особая силовая установка. На самом деле под «гибридом» следует понимать несколько двигателей разного типа, которые объединены в комплексную единую систему по преобразованию различных источников энергии в полезную работу.

В современном автомобилестроении машины гибриды оснащаются двумя типами силовых агрегатов: электродвигатель работает в паре с двигателем внутреннего сгорания.

Основные преимущества и недостатки гибридных авто

Главным плюсом от использования тандема ДВС и электромотора стало заметное снижение расхода горючего. Показатель расхода топлива у современных гибридных машин до 30 % меньше по сравнению с обычными авто. Сжигание меньшего количества бензина или солярки одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов.

Получается, гибридные авто являются более экономичными и дружелюбными к окружающей среде сравнительно с традиционными аналогами, которые оснащаются только ДВС. Также гибриды производят меньше шума в процессе работы.

Что касается электромобилей, гибридные решения сравнительно с электрокарами имеют больший запас хода, а также являются «универсальными» с точки зрения повседневной эксплуатации. Гибрид не требует обязательной зарядки от электросети и заправляется простым бензином.

После сжигания топлива часть энергии накапливается в аккумуляторе, от которого приводится в действие электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора выступает рекуперация торможения, то есть преобразование кинетической энергии движущегося авто в электричество.

Также гибридные авто имеют целый ряд конструктивных решений и максимум вспомогательных систем для высокой экономичности и снижения уровня вредных выбросов: система старт-стоп, изменение фаз ГРМ, система EGR, подогрев ОЖ отработавшими газами и т.д.

К недостаткам гибридов эксперты относят высокую начальную стоимость, а также определенные сложности в процессе ремонта и обслуживания подобных машин. Еще одним минусом является возможный критический разряд аккумулятора гибрида и быстрый выход из строя данного элемента в условиях значительных колебаний температур.

Стоит добавить, что хотя гибридные машины демонстрируют высокие показатели экономичности в городском потоке (постоянные остановки, работа в режиме холостого хода, движение на малых скоростях), на трассе эффективность гибридной силовой установки не так заметна.

Дело в том, что в основе работы гибридов лежит определенное распределение нагрузок между агрегатом на электротяге и двигателем на углеводородах. Для поддержания высокой скорости основная нагрузка ложится именно на ДВС, в результате чего расход топлива закономерно возрастает.

Как взаимодействует ДВС и электромотор в гибридах

Одной из первых разработок была схема, в которой каждая из силовых установок задействуется при определенных условиях. Если машина простаивает или движение происходит на малой скорости, тогда колеса крутит электродвигатель.

Читайте также:  Как перевести ватты в амперы - инструкция

Для ускорения и дальнейшего поддержания скорости подключается бензиновый двигатель. Последующее развитие технологии привело к тому, что на гибридах встречается несколько вариантов реализации взаимодействия привычного двигателя и электрического мотора. Такое взаимодействие может быть:

  • последовательным;
  • параллельным;
  • последовательно-параллельным;

Последовательное взаимодействие

Последовательная схема напоминает электромобили, так как движение транспортного средства реализуется посредством работы электромотора. ДВС в такой конструкции подключается к генератору, от генератора питание поступает на сам электродвигатель, а также параллельно происходит заряд аккумуляторной батареи.

На одном заряде литий-ионного аккумулятора с увеличенной емкостью зачастую можно пройти около 50 км. пути, после чего задействуется ДВС, который продлевает указанный отрезок до 10 раз (около 500 км.)

Параллельное взаимодействие

Гибриды с параллельным взаимодействием установок предполагают возможность как отдельной работы ДВС и электромотора, так и одновременное функционирование. Данная конструкция реализуется путем объединения при помощи специальных муфт электрического агрегата, двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии.

Подобные автомобили гибридного типа получают маломощный электродвигатель, который не только движет автомобиль, но и отдает мощность при разгоне. Зачастую такой электромотор является стартером и автомобильным генератором, конструктивно занимая промежуточное положение между ДВС и КПП.

Последовательно-параллельное взаимодействие

В указанной конструкции двигатель внутреннего сгорания и электромотор соединяются посредством планетарного редуктора. Особенностью данной схемы реализации является то, что каждая силовая установка может задействоваться и отключаться, отдавая при этом минимум или максимум мощности на колеса.

Более того, указанная мощность отдается отдельно или одновременно. В устройстве такой схемы присутствует генератор, который питает электромотор гибрида.

Лидером на рынке гибридных автомобилей сегодня является корпорация Toyota, которая использует последовательно-параллельную реализацию под названием Hybrid Synergy Drive.

Электрический двигатель, ДВС и генератор объединены в общую систему посредством планетарного редуктора. Двигатель внутреннего сгорания отдает минимум мощности на «низах» (цикл Аткинсона), позволяя экономить топливо. Гибридный автомобиль с такой схемой взаимодействия предполагает:

  1. Экономичный режим движения только на электротяге с отключенным ДВС, во время которого электромотор питается от аккумулятора.
  2. Поддержание заданной скорости путем распределения мощности ДВС на колеса и генератор, от которого питается параллельно работающий электродвигатель. Также осуществляется дозарядка аккумулятора.
  3. Режим интенсивного ускорения и серьезных нагрузок, когда ДВС и электромотор работают параллельно. В данном режиме электрический двигатель питается от батареи, без отбора мощности у генератора.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

  • Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
  • В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
  • Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
  • ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
  • Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке.

Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

  • Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
  • На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.
Ссылка на основную публикацию
Что символизирует экологическая эмблема, цвета
Экомаркировка Листок жизни, Европейски цветок, Северный лебедь Вредные вещества попадают в организм человека разными путями, в том числе через токсичные...
Что надо знать про двигатель 1
Chpa двигатель Двигатель 1.4 TSi: ресурс, надёжность, ремонт, тюнинг Многие автомобилисты знакомы с двигателем TSi с объёмом 1.4 литра, в...
Что надо знать про двигатель К4М при покупке ДастераСлабый мотор
Меняем масло в двигателе Рено Логан (пошаговая инструкция) Шестнадцатиклапанный бензиновый двигатель К4М объемом 1,6 л французского автопроизводителя Рено выпущен в...
Что сказать девушке, чтобы она растаяла 15 фраз Мужской блог
20 фраз, от которых растает любая девушка - GoRabbit Жестокая правда заключается в том, что покорить сердце любой женщины можно...
Adblock detector