Gibrid dvigatel qanday ishlaydi, tejamkor motorning ijobiy va salbiy tomonlari

Gibrid transport vositalarining paydo bo'lishi uglevodorod yoqilg'isidagi ichki yonish dvigatellaridan (ICE) toza elektr stantsiyalariga o'tishda avtomobil ishlab chiqaruvchilarning majburiy chorasi bo'ldi. Texnologiya avtonom transportni rivojlantirish uchun nazariy jihatdan mumkin bo'lgan yo'nalishlarning katta ro'yxatidan to'liq elektr avtomobil, yonilg'i xujayrasi avtomobili yoki boshqasini yaratishga hali ruxsat bermadi va ehtiyoj allaqachon etuk.

Hukumatlar avtosanoatni ekologik talablar bilan qattiq siqib chiqara boshladilar va iste'molchilar neftni qayta ishlash mahsulotlaridan birida bir asrdan ko'proq vaqt davomida ma'lum bo'lgan motorning boshqa mikroskopik yaxshilanishini emas, balki sifat jihatidan oldinga qadam qo'yishni xohlashdi.

Qaysi mashina "gibrid" deb ataladi

O'rta bosqichning quvvat bloki ichki yonish dvigatelining allaqachon tasdiqlangan dizayni va bir yoki bir nechta elektr motorlarining kombinatsiyasi bo'la boshladi.

Tormozlash blokining elektr qismi gaz dvigateliga yoki dizel dvigateliga mexanik ravishda ulangan generatorlar, akkumulyatorlar va avtomobil tormozlanishi paytida chiqarilgan energiyani haydovchiga qaytaradigan tiklash tizimi tomonidan quvvatlanadi.

G'oyani amaliy amalga oshirish uchun barcha ko'p sonli sxemalar duragaylar deb ataladi.

Ba'zida ishlab chiqaruvchilar elektr haydovchi faqat start-stop rejimida asosiy dvigatelni ishga tushirish uchun ishlatiladigan gibrid tizimlarni chaqirib, xaridorlarni yo'ldan ozdiradilar.

Elektr dvigatellari va g'ildiraklar o'rtasida bog'liqlik va elektr tortishda haydash imkoniyati mavjud emasligi sababli, bunday mashinalarni gibridlarga bog'lash noto'g'ri.

Gibrid dvigatellarning ishlash printsipi

Turli xil dizaynlar bilan bunday mashinalar umumiy xususiyatlarga ega. Ammo texnik nuqtai nazardan farqlar shunchalik kattaki, aslida ular o'zlarining afzalliklari va kamchiliklariga ega bo'lgan turli xil mashinalardir.

Qurilma

Har bir gibrid quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• transmissiyasi, bortdagi past kuchlanishli elektr ta'minoti tarmog'i va yonilg'i baki bilan ichki yonuv dvigateli;
• tortish motorlari;
• ketma-ket va parallel ravishda ulangan batareyalardan tashkil topgan, ko'pincha yuqori kuchlanishli batareyalar;
• yuqori kuchlanishli kommutatsiya bilan elektr simlari;
• elektron boshqaruv bloklari va bort kompyuterlari.

Integratsiyalashgan mexanik va elektr uzatishning barcha ish rejimlarini ta'minlash odatda avtomatik ravishda sodir bo'ladi, faqat umumiy harakatni boshqarish haydovchiga ishonib topshiriladi.

Ish sxemalari

Elektr va mexanik qismlarni bir-biriga turli yo'llar bilan ulash mumkin, vaqt o'tishi bilan aniq belgilangan, tez-tez ishlatiladigan sxemalar ajralib turdi.

Gibrid avtomobil qanday ishlaydi?

Bu umumiy energiya balansida elektr tortishning o'ziga xos ulushiga ko'ra, haydovchining keyingi tasnifiga taalluqli emas.

izchil

Birinchi sxema, eng mantiqiy, ammo hozir mashinalarda kam qo'llaniladi.

Uning asosiy vazifasi og'ir uskunalarda ishlash edi, bu erda ixcham elektr komponentlar katta hajmli mexanik uzatishni muvaffaqiyatli almashtirdi, bu ham nazorat qilish juda qiyin. Dvigatel, odatda dizel dvigatel, faqat elektr generatoriga yuklanadi va to'g'ridan-to'g'ri g'ildiraklarga ulanmagan.

Jeneratör tomonidan ishlab chiqarilgan oqim tortish batareyasini zaryad qilish uchun ishlatilishi mumkin va u ta'minlanmagan joylarda to'g'ridan-to'g'ri elektr motorlariga yuboriladi.

Ulardan biri yoki bir nechtasi bo'lishi mumkin, ular avtomobilning har bir g'ildiragiga motor g'ildiraklari deb ataladigan printsipga muvofiq o'rnatilishigacha. Bosish miqdori quvvat elektr bloki tomonidan tartibga solinadi va ichki yonish dvigateli doimiy ravishda eng maqbul rejimda ishlashi mumkin.

Parallel

Ushbu sxema hozir eng keng tarqalgan. Unda elektr motor va ichki yonish dvigateli umumiy uzatish uchun ishlaydi va elektronika har bir haydovchi tomonidan energiya sarfining optimal nisbatini tartibga soladi. Ikkala dvigatel ham g'ildiraklarga ulangan.

Qayta tiklash rejimi qo'llab-quvvatlanadi, tormozlash paytida elektr motor generatorga aylanib, akkumulyator batareyasini qayta zaryad qiladi. Bir muncha vaqt davomida mashina faqat o'z zaryadida harakat qilishi mumkin, asosiy ichki yonish dvigateli o'chirilgan.

Ba'zi hollarda maishiy AC tarmog'idan yoki ixtisoslashtirilgan zaryadlash stantsiyasidan tashqi zaryadlash imkoniyati bilan jihozlangan katta quvvatga ega batareya ishlatiladi.

Umuman olganda, bu erda batareyalarning roli kichik. Ammo ularning kommutatsiyasi soddalashtirilgan, bu erda xavfli yuqori kuchlanish davrlari kerak emas va batareyaning massasi elektr transport vositalariga qaraganda ancha kam.

aralashgan

Elektr qo'zg'alish texnologiyasi va saqlash hajmining rivojlanishi natijasida tortish kuchini yaratishda elektr motorlarining roli oshdi, bu esa eng ilg'or seriyali-parallel tizimlarning paydo bo'lishiga olib keldi.

Bu erda to'xtash joyidan boshlab va past tezlikda harakatlanish elektr tortishda amalga oshiriladi va ichki yonish dvigateli faqat yuqori quvvat talab qilinganda va batareyalar tugaganda ulanadi.

Ikkala dvigatel ham haydash rejimida ishlashi mumkin va yaxshi o'ylangan elektron birlik energiya oqimlarini qaerga va qanday yo'naltirishni tanlaydi. Haydovchi bu grafik ma'lumotlarni namoyishida kuzatishi mumkin.

Elektr dvigatellarini energiya bilan ta'minlash yoki batareyani zaryadlash mumkin bo'lgan ketma-ket sxemada bo'lgani kabi qo'shimcha generator ishlatiladi. Tormoz energiyasi tortish motorining teskari tomonida tuzatiladi.

Bu juda ko'p zamonaviy duragaylar, xususan birinchi va taniqli Toyota Prius.

Toyota Prius misolida gibrid dvigatel qanday ishlaydi

Bu avtomobil hozirda uchinchi avlodda va ma'lum darajada mukammallikka erishdi, garchi raqobatdosh duragaylar dizaynlarning murakkabligi va samaradorligini oshirishda davom etmoqda.

Bu erda haydovchining asosi sinergiya printsipi bo'lib, unga ko'ra ichki yonish dvigateli va elektr motori g'ildiraklarda moment yaratishda har qanday kombinatsiyada ishtirok etishi mumkin. Ularning ishining parallelligi sayyora tipidagi murakkab mexanizmni ta'minlaydi, bu erda quvvat oqimlari aralashtiriladi va differentsial orqali haydovchi g'ildiraklariga uzatiladi.

O'chirish va boshlang'ich tezlashuv elektr dvigateli tomonidan amalga oshiriladi. Agar elektronika uning imkoniyatlari etarli emasligini aniqlasa, Atkinson siklida ishlaydigan iqtisodiy benzinli dvigatel ulanadi.

Otto motorli an'anaviy avtomashinalarda vaqtinchalik sharoitlar tufayli bunday termal tsikldan foydalanish mumkin emas. Ammo bu erda ular elektr motor tomonidan ta'minlanadi.

Bo'sh rejim bundan mustasno, agar Toyota Prius ichki yonuv dvigatelini avtomatik ravishda ishga tushirsa, u holda tezlashtirish, batareyani zaryadlash yoki konditsionerni ta'minlash uchun darhol ish topiladi.

Doimiy yukga ega bo'lib, optimal tezlikda ishlaydi, u o'zining tashqi tezlik xarakteristikasining eng foydali nuqtasida bo'lib, benzin sarfini minimallashtiradi.

Toyota Prius qanday ishlaydi

An'anaviy starter yo'q, chunki bunday dvigatelni faqat uni sezilarli tezlikda aylantirish orqali ishga tushirish mumkin, bu esa teskari generatorni bajaradi.

Batareyalar har xil quvvat va kuchlanishga ega, PHV ning eng murakkab qayta zaryadlanuvchi versiyasida ular 350 Ah da 25 voltli elektr transport vositalari uchun juda keng tarqalgan.

Gibridlarning afzalliklari va kamchiliklari

Har qanday murosaga o'xshab, duragaylar sof elektr transport vositalaridan va odatdagi klassik neft yoqilg'isidan pastroqdir.

Ammo shu bilan birga, ular bir qator mulklarda daromad keltiradi, asosiysi sifatida harakat qiladigan kishi uchun:

• ichki yonuv dvigatellarining zararli chiqindilariga qarshi kurashda foydalaniladigan vositalarni soddalashtirish;
• bir oz yonilg'i tejamkorligiga erishish, ammo bahsli;
• ichki yonuv dvigatellaridan foydalanish taqiqlangan sof elektr tortishda harakatlanish imkoniyati;
• e'lon qilingan quvvatni juda oddiy oshirish;
• elektr avtomobildan farqli o'laroq, elektr tarmog'idan uzoqda energiyasiz qolishning mumkin emasligi.

Barcha kamchiliklar texnologiyaning murakkabligi bilan bog'liq:

• duragaylar bilan ishlash uchun maxsus tayyorlangan malakali kadrlarga bo'lgan ehtiyoj;
• yonilg'i ham iste'mol qiladigan transport vositasining massasining oshishi;
• avtomobilning yuqori narxi;
• ichki yonuv dvigatelining va u bilan bog'liq bo'lgan barcha narsalarning saqlanishi tufayli elektr transport vositalarining yo'qolishi;
• hali yetarlicha ishlab chiqilmagan texnologiyalar va dizaynga yagona yondashuvning yo'qligi;
• batareyalarni ishlab chiqarish va ularni yo'q qilishda yomon ekologik tozalik.

Klassik avtomobillar butunlay yo‘q bo‘lib ketganidan keyin gibridlarni ishlab chiqarish davom etishi mumkin.

Ammo bu faqat bitta ixcham, tejamkor va yaxshi boshqariladigan uglevodorod yonilg'i dvigateli yaratilgan taqdirdagina sodir bo'ladi, bu kelajak elektromobiliga yaxshi qo'shimcha bo'lib, uning hali ham etarli bo'lmagan avtonomiyasini sezilarli darajada oshiradi.