Как работает гибридный автомобиль? Все, что вам нужно знать

Гибридный автомобиль - когда-то экзотическая диковинка, сегодня - жизнеспособная альтернатива экономичным дизелям, а в условиях угольной энергетики - еще и одно из самых экологичных решений. Если раньше покупка гибрида считалась признаком экстравагантности, то сейчас это чрезвычайно рациональный выбор.

Гибридный автомобиль был призван компенсировать недостатки традиционной силовой установки, которая далека от совершенства. Хотя двигатели внутреннего сгорания сопровождают автомобили с момента их появления, они не являются наилучшим источником движущей силы. Их недостаток заключается, прежде всего, в низкой тепловой эффективности. На практике это означает, что лишь небольшая часть сжигаемого топлива используется для питания компонентов. Можно предположить, что в среднем более 50 процентов. израсходованного бензина или дизельного топлива - это потеря энергии. Такие проблемы не возникают при использовании электромотора, но пройдет еще много времени, прежде чем электромобильность получит широкое распространение. Мост должен был быть гибридным, и надо сказать, что сочетание двигателя внутреннего сгорания и электромотора - это хит.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридный автомобиль - это автомобиль, в котором используются два источника энергии - сгорание топлива и электричество. Хотя это определение является наиболее точным, оно не исчерпывает тему на сто процентов. Это связано с тем, что технологии не стоят на месте, и сегодня на рынке представлено множество разновидностей гибридов. Некоторые из них используют электродвигатель лишь в незначительной степени, другие могут использовать в основном двигатели с нулевым уровнем выбросов.

Как работает гибридный автомобиль?

Гибридный автомобиль в первую очередь ассоциируется с моделями, которые полагаются исключительно на электромотор при низких требованиях к мощности, но также используют двигатель внутреннего сгорания, когда водителю требуется больше лошадиных сил. Однако важно знать, что не каждый гибрид может использовать электрический привод для движения. В других случаях блок сгорания может не приводить транспортное средство в движение напрямую.

Гибридный автомобиль - микрогибрид

Гибридный автомобиль, в котором электродвигатель используется только при запуске ДВС, является так называемым микрогибридом. В этом случае электрический блок выполняет ту же функцию, что и генератор и стартер в обычных моделях. Так не является ли это просто ненужным усложнением трансмиссии? Ну, нет.

При движении генератор приводится в движение частью мощности работающего двигателя и поэтому - создает сопротивление, что на практике приводит к увеличению расхода топлива. В случае микрогибридных систем электродвигатель работает как генератор, восстанавливая ток при торможении и замедлении. Энергия накапливается в аккумуляторе, который вращает коленчатый вал при запуске. Меньшее сопротивление означает меньший расход топлива.

Гибридный автомобиль - мягкий гибрид

Немного более сложными являются мягкие гибридные системы, или так называемые мягкие гибриды. Опять же, электродвигатель не является автономным источником энергии. Его функция ограничивается рекуперацией энергии при торможении или замедлении автомобиля, а также для поддержки блока сгорания при разгоне, т.е. в условиях, когда двигатель потребляет больше всего топлива.

Полностью гибридный автомобиль

Полная гибридная система работает иначе, чем упомянутые выше решения. Об автомобилях с микрогибридной и мягкой гибридной конструкцией довольно редко говорят в контексте гибрида как такового (на практике многие пользователи даже не осознают, что ездят на гибриде). Совсем другое дело, когда речь идет о полностью гибридном автомобиле. В этом случае электрический агрегат может рекуперировать энергию, работать в качестве усилителя для двигателя внутреннего сгорания или приводить автомобиль в движение.

Гибридный автомобиль - серийный гибрид

Другое разделение касается комбинации агрегата сгорания и электрического агрегата. В серийном гибриде обычный двигатель не связан с колесами ведущей оси. В чем же тогда заключается его функция. В последовательных системах роль двигателя внутреннего сгорания сводится к управлению электрогенератором. Созданная энергия используется электродвигателем, который приводит в движение автомобиль. Поэтому на практике в такой системе используются 2 двигателя, но только один - электрический - отвечает за реализацию прямого привода.

Что предлагает это решение? Двигатель внутреннего сгорания всегда работает в оптимальных условиях - при небольшой нагрузке и в диапазоне скоростей, соответствующем его спецификации. Это приводит к снижению расхода топлива. Батареи являются основным источником движущей силы. Когда запасенная энергия падает до определенного уровня, включается двигатель внутреннего сгорания для выработки электроэнергии. Это означает, что вы можете продолжать движение без необходимости заряжать элементы от розетки. Однако следует подчеркнуть, что такая возможность существует.

Гибридный автомобиль - параллельный гибрид

Параллельный гибрид - это гибрид, в котором двигатель внутреннего сгорания отвечает за привод колес, а электродвигатель выполняет роль усилителя. Однако стоит сделать это разделение более конкретным, так как параллельные гибриды делятся на системы с одним или двумя сцеплениями. В продаже также имеются параллельные гибриды с раздельными осями.

В системах с одним сцеплением электродвигатель постоянно соединен с двигателем внутреннего сгорания, что делает невозможным их независимое использование. Некоторые модели таких автомобилей оснащены электрическим режимом, но движение на электричестве возможно только на низкой скорости - в пробках или при старте.

Параллельные гибриды с двойным сцеплением не имеют фиксированного соединения между приводными агрегатами. Это "разделяет" их сцепление, поэтому ничто не мешает использовать оба двигателя независимо друг от друга. Если в варианте с одним сцеплением электромотор приводит в движение только коленчатый вал, то гибрид с двумя сцеплениями может работать на электричестве и на более высоких скоростях.

В случае системы с раздельными осями отсутствует связь между приводными агрегатами - двигатель внутреннего сгорания приводит в движение одну ось (напр. перед), электрический - вторую(напр. тыл). Благодаря тому, что оба агрегата работают параллельно, водитель имеет полный привод с широким диапазоном распределения мощности. Однако стоит отметить, что такая система не может взять на себя функции генератора и стартера.

Гибридный автомобиль - гибридная комбинация

Смешанные гибриды сочетают в себе особенности последовательного и параллельного привода. В системе используется блок сгорания и два электрических блока, а мощность обычного привода разделяется (через планетарный редуктор) между механической и электрической энергией.

Гибридные автомобили: модели

Гибридный автомобиль - не новое изобретение. Это решение было разработано в 1900 году Фердинандом Порше. Однако гибридный автомобиль стал популярен только в 1997 году, когда на рынке появился Toyota Prius. Автомобиль до сих пор выпускается (в настоящее время доступно четвертое поколение популярного гибрида), а Toyota вместе с престижным суббрендом Lexus стала бесспорным лидером рынка автомобилей с ДВС. Что касается легковых моделей, то гибридная силовая установка не добралась только до городской Toyota Aygo, спортивных моделей - GT86 и GR Supra, а также внедорожника Land Cruiser. Другие автомобили японского производителя выпускаются в эко-версии.

Все больше и больше марок делают выбор в пользу гибридного привода. Это было реализовано Hyundai и родственной компанией KIA (в моделях Ioniq, Kona и Niro соответственно). Volkswagen также предлагает гибриды (напр. Golf GTE), Ford (например. Mondeo Hybrid) и многих других производителей.

Производители автомобилей класса люкс также инвестируют в гибридный привод, яркими примерами которого являются Porsche Panamera S E-Hybrid и Range Rover P400e.