Гібридні автомобілі і їх пристрій

Альтернативу бензину конструктори шукають з моменту створення автомобіля. Ідея створення гібридного автомобіля з використанням електричного мотора з'явилася більше 100 років тому. Гібридні автомобілі виконують кілька основних функцій:

Економія дорогого бензину за рахунок його заміни використанням електродвигуна.
Гібридні автомобілі є більш екологічними в порівнянні з класичними бензиновими.
Збільшення відстані, подоланого на гібридному двигуні за рахунок використання двох джерел енергії.

Існують помірні і повні гібридні автомобілі. Конструкція помірних гібридів використовує бензиновий двигун як основний, а електричний джерело живлення підключає як підстрахування в рідкісних випадках. Повні ж гібриди мають на увазі можливість використання альтернативного джерела живлення в якості основного двигуна.

Конструкції автомобілів з гібридним двигуном

Існує кілька видів конструкцій гібридів, відрізняємося за способом підключення двигуна:

Автомобілі з послідовною схемою підключення. В рамках схеми використаний двигун внутрішнього згоряння малої потужності, підключений до електрогенератори. Електромотор приводить машину в рух і є основним руховим механізмом. Моделі гібридних автомобілів з такою схемою - Chevrolet Volt, а також Opel Ampera. У таких автомобілях використовують електричні батареї збільшеної місткості.

Послідовна схема підключення вузлів

Паралельна схема підключення. В рамках даної схеми можуть працювати разом і окремо як бензиновий, так і електричний двигуни. В основному використовується електромотор потужністю 20 Вт, яка зростає при збільшенні швидкості автомобіля.

Паралельна схема підключення вузлів

Змішана, послідовно-паралельна схема. Принцип побудови такого двигуна схожий з двигуном з паралельною схемою, але в змішану схему доданий генератор, від якого живиться електромотор.

Послідовно-паралельна схема підключення вузлів

Як працює гібридний двигун?

Коли машина починає рух, витрачається запас електромотора і акумулятора. На високій швидкості до роботи електричних джерел енергії підключається бензиновий двигун. В результаті роботи бензинового двигуна утворюється якийсь надлишок енергії, який заряджає генератор. Від генератора живиться електромотор, а він, у свою чергу, заряджає акумулятор.

При гальмуванні використовується принцип рекуперативного гальмування - електромотор в цьому випадку виконує функцію генератора, підживлюючи акумулятор. Таким чином, енергія, отримана в результаті гальмування, використовується на благо автомобіля.

Пристрій гібридного автомобіля

Гібридний авто складається з наступних основних вузлів:

Бензиновий двигун (двигун внутрішнього згоряння). Але в гібридних автомобілях, на відміну від класичних, ДВС малопотужний, так як використовується в тандемі з електромотором.
Електричний двигун. Альтернативне джерело енергії для автомобіля. Часто в таких двигунах використовується технологія рекуперації - електромотор працює не тільки в якості силової установки, що приводить машину в рух. Він також виконує функції генератора, накопичуючи енергію під час гальмування і спуску з пагорбів.
Генератор призначений для виробництва електроенергії.
Акумуляторні батареї зберігають запас електроенергії для електродвигуна.
Паливний бак використовується для зберігання бензину для ДВС.
Коробка передач дозволяє управляти як ДВС, так і електродвигуном.

Пристрій гібридного авто на прикладі Toyota Prius

Автомобіль гібрид призначений, в першу чергу, для ефективного використання енергоресурсу. Для досягнення цього ефекту використовується кілька прийомів:

Використовується енергія гальмування за рахунок технології рекуперації.
Бензин економиться за рахунок переключення механізму на роботу електромотора.
При виробництві машини гібрида використовують легкі матеріали, які полегшують конструкцію, тим самим зменшуючи споживання ресурсів.
Ефективно використовуються аеродинамічні властивості матеріалів і конструкцій.

Індустрія гібридних авто активно розвивається, адже поки ми не можемо говорити про досконалість даних конструкцій і їх доступності. Розглянемо більш докладно деякі переваги і недоліки конструкцій гібридних автомобілів:

Економія при витраті палива і енергоресурсів. Безсумнівний плюс гібридів - скорочення витрат, до того ж електромотор може самостійно виробляти енергію.
Екологія. Гібриди істотно менше шкодять довкіллю, ніж класичні автомобілі.
Дальність пробігу. Гібридні автомобілі заправляють набагато рідше, ніж звичайні бензинові.
Акумуляторні батареї гібридів набагато легше і зручніше у використанні, ніж батареї електричних автомобілів.
Електродвигун працює практично безшумно.
Гібридний автомобіль може обходитися без ДВС на міських вулицях.

Але існують і деякі недоліки, пов'язані з гібридними машинами:

Акумулятори електродвигунів повинні постійно експлуатуватися, в іншому випадку термін з дії скорочується. Крім того, вони здатні самостійно розряджатися, не переносять різких перепадів температур. Ще не розвинена інфраструктура підприємств, здатних правильно утилізувати ці елементи.
Складна конструкція двигуна робить його ремонт складним і дорогим. Часто деталі неможливо відремонтувати і доводиться замовляти нові у виробників, що затягує процес ремонту.
Гібридні двигуни працюють в основному з бензиновими автомобілями, хоча використання дизельного палива економічно більш вигідно.
Вартість автомобілів з гібридними двигунами набагато вище середньої на ринку. Таке дороге придбання не всім по кишені.

Не дивлячись на деякі недоліки, галузь виробництва гібридних автомобілів динамічно розвивається і вдосконалюється. З кожним новим сезоном виробники представляють кращі гібридні автомобілі. володіють більш широким набором функцій і більш доступними для автолюбителів.

Поділіться статтею з друзями: nbsp nbsp