Як працює гібридне авто?
Більшість виробників, що продають авто в Україні (Kia, Citroen, "матуся" гібридів Toyota та інші) мають в своєму модельному ряду гібридні версії вже відомих моделей. Гібриди з"явились зокрема, від гарного життя, коли благополучне європейське суспільство з одного боку, почало піклуватись про своє навколишнє середовище, з іншого, забажало економити паливо через зростання цін на нього. Також появі гібридів сприяв стрімкий розвиток індустрії альтернативних джерел живлення, зокрема акумуляторних батарей.
Переваг у таких автомобілів багато. Давайте придивимось до них пильніше.
Що собою являють гібридні авто?
Джерело: https://www.kia.com/uk/electric-hybrid-cars/hybrid-cars/
Загалом, гібридні авто такі, якими ви собі їх уявляли: автомобіль з двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ) та електродвигуном (чи двигунами), які працюють в зв"язці. Електричний двигун бере на себе частину навантаження, завдяки чому бензиновий двигун менш навантажений і вмикається рідше. Таким чином, економиться паливо і мінімізуються викиди CO2. Заради чого, власне, все й робилось.
Основні елементи гібридного автомобіля:
- Бензиновий двигун: дуже схожий на звичайний ДВС, але він менший і використовує передові технології для зниження викидів і підвищення ефективності. Він і важить меншею, і працює тихіше.
- Електродвигун: такі двигун на гібридах - справжні витвори інженерного мистецтва. Електроніка дозволяє працювати йому і як електродвигуну, і як генератору. В першому випадку, його живить акумулятор і рухає машину вперед. В другому, він може сповільнювати автомобіль, повертаючи енергію в акумулятори.
- Генератор: Схожий на електродвигун, але служить тільки для видобування електроенергії. Використовується в основному в послідовних гібридах.
- Акумулятори: Джерело живлення електродвигуна.
- Трансмісія: в більшості гібридів - аналогічна трансмісії в звичайному авто. Але є трансмісії, розроблені суто для гібридів.
Типи гібридних авто
Галузь гібридних авто активно розвивається і модифікацій існує багато. Проте можна виділити три основних типи:
MHEV (mild hybrid) - м'який гібрид
Авто, в якому є додаткова батарея та електродвигун, але рух на електротязі неможливий. Електродвигун забезпечує роботу ДВЗ в режимі старт/стоп, і помірно допомагає при русі та рекуперативному гальмуванні.
HEV (hybrid electric vehicle) - повний гібрид
Автомобіль з ДВС, електродвигуном та батареєю. Можливість заряджання ззовні відсутня. Батарея заряджається під час гальмування авто, а електродвигун має допоміжну функцію. Хоча рух суто на електротязі в деяких моделях можливий.
PHEV (plug-in electric vehicle) - гібрид, що підключається
Гібрид, що підключається - те ж, що і HEV, але є можливість заряджати акумулятор від зовнішнього джерела. Може працювати як суто на електротязі, так і від ДВЗ. Також в цих типах авто електромотори можуть надавати швидке прискорення автомобілю.
Типові схеми
Залежно від характеру взаємодії двигуна внутрішнього згоряння та електродвигуна існують також різні схеми гібридних силових установок.
Паралельна схема: коли і двигун внутрішнього згоряння, і електродвигун можуть приводити колеса в рух через диференціал, що дає їм змогу працювати як незалежно одне від одного, так і спільно.
Послідовна: це коли ДВС напряму поєднаний лише з генератором, а електродвигун відповідає за рух, тому що лише він з"єднаний з колесами.
Приклад - Chevrolet Volt (який вже, нажаль, не випускається), Nissan Qashqai e-POWER
Послідовно-паралельна: двигун внутрішнього згоряння, генератор і електродвигун пов'язані між собою і з колесами через планетарний редуктор. Це дає можливість гнучкого розподілу потужності між цими компонентами.
Приклад - Toyota Prius.
Рекуперативне гальмування
Одна з цікавих особливостей гібридів (а також електромобілей). Це система в якій для гальмування використовуються тягові електродвигуни. Вони починають працювати в режимі генераторів, а електроенегрія, яку вони виробляють, використовується для заряда акумуляторів. Більшість гібридних автомобілів використовують таку систему гальмування, причому традиційна система гальмування в автомобілі також присутня.
Переваги гібридних авто
- Економія палива: в середньому вдається економити до 25% палива порівняно з іншими сучасними авто з ДВЗ.
- Вища динаміка розгону і максимальна швидкість: завдяки наявності електромоторів
- Менше забруднення атмосфери: особливо актуально для великих міст
- Нижчий рівень шуму: і через більш тихий ДВЗ, і через те, що він автоматично вмикається/вимикається.
Недоліки гібридів
- Вища вартість: порівняно зі звичайним авто, версія моделі plug-in гібрида можуть коштувати в 2 і більше разів вище
- Дорожче обслуговування: через велику кількість високотехнологічних компонентів
- Потреба в більш кваліфікованих спеціалістах для обслуговування
Висновок
Ми з вами спостерігаємо перехід від двигунів внутрішнього згоряння до електромобілів і гібридні авто - без сумніву найближче майбутнє автомобільної індустрії. Якщо тенденція збережеться - всі автомобілі стануть спочатку гібридними. А потім, після переходу на електромобілі, ми будемо згадувати їх так, як зараз згадуємо компакт диски.