Hibrid vasitə sistemi nədir?
Məzmun
Son vaxtlar elektrikli nəqliyyat vasitələri populyarlıq qazanır. Bununla birlikdə, tam hüquqlu elektrikli nəqliyyat vasitələrinin əhəmiyyətli bir çatışmazlığı var - şarj olmadan kiçik bir güc ehtiyatı. Bu səbəbdən bir çox aparıcı avtomobil istehsalçısı bəzi modellərini hibrid vahidlərlə təchiz edir.
Əsasən hibrid avtomobil, əsas güc ötürücüsü daxili yanma mühərriki olan, lakin bir və ya daha çox elektrik mühərriki və əlavə batareyası olan bir elektrik sistemi ilə işləyən bir vasitədir.
Bu gün bir neçə növ hibrid istifadə olunur. Bəziləri yalnız başlanğıcda daxili yanma mühərrikinə kömək edir, bəziləri elektrik dartması istifadə edərək sürməyə imkan verir. Bu cür elektrik stansiyalarının xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirin: fərqləri nədir, necə işləyirlər, həm də hibridlərin əsas müsbət və mənfi cəhətləri.
Hibrid mühərriklərin tarixi
Hibrid bir avtomobil (və ya klassik bir avtomobil ilə elektrikli avtomobil arasında bir çarpaz) yaratmaq fikri yanacaq qiymətlərindəki artım, sərt vasitə tullantıları standartları və daha çox sürücülük rahatlığı ilə idarə olunur.
Qarışıq elektrik stansiyasının inkişafı ilk dəfə Fransa Parisienne de voitures electriques şirkəti tərəfindən həyata keçirilmişdir. Bununla birlikdə, ilk işlənə bilən hibrid avtomobil Ferdinand Porsche'nin yaradılması idi. Lohner Electric Chaise elektrik stansiyasında daxili yanma mühərriki, ön iki elektrik mühərrikini (birbaşa təkərlərə quraşdırılmış) işləyən elektrik enerjisi üçün bir generator rolunu oynadı.
Vasitə 1901-ci ildə xalqa təqdim edildi. Ümumilikdə bu cür avtomobillərin təxminən 300 nüsxəsi satıldı. Modelin çox praktik olduğu, lakin istehsalının bahalı olduğu ortaya çıxdı, buna görə də belə bir vasitə adi bir avtomobil həvəskarı üçün əlverişli deyildi. Üstəlik, o zaman dizayner Henry Ford tərəfindən hazırlanmış daha ucuz və daha az praktik bir avtomobil ortaya çıxdı.
Klassik benzin güc aqreqatları inkişaf etdiriciləri onilliklər boyu hibrid yaratmaq fikrindən imtina etməyə məcbur etdi. ABŞ Elektrikli Nəqliyyat Dəstəkləmə Qanununun qəbul edilməsi ilə yaşıl nəqliyyata maraq artdı. 1960-cı ildə qəbul edildi.
Təsadüfən 1973-cü ildə dünya neft böhranı başladı. Əgər ABŞ qanunları istehsalçıları ekoloji cəhətdən sərfəli avtomobillər inkişaf etdirməyi düşünməyə təşviq etməyibsə, böhran onları buna məcbur etdi.
Əsas prinsipi bu gün də istifadə olunan ilk tam hibrid sistem TRW tərəfindən 1968-ci ildə hazırlanmışdır. Konsepsiyaya görə, elektrik mühərriki ilə birlikdə daha kiçik bir daxili yanma mühərriki istifadə etmək mümkün idi, lakin maşının gücü itirilmədi və iş xeyli hamarlaşdı.
Tam hüquqlu hibrid bir avtomobil nümunəsi GM 512 Hybriddir. Avtomobilin sürətini 17 km / saata çatdıran elektrik mühərriki ilə işləyirdi. Bu sürətlə daxili yanma mühərriki işə salındı və sistemin işini artırdı, bunun sayəsində avtomobilin sürəti 21 km / saata qədər artdı. Daha sürətli getməyə ehtiyac varsa, elektrik mühərriki söndürüldü və avtomobil artıq benzin mühərrikində sürətləndi. Sürət həddi 65 km / saat idi.
Digər bir uğurlu hibrid avtomobili olan VW Taxi Hybrid, 1973-cü ildə ictimaiyyətə təqdim edildi.
İndiyə qədər avtomobil istehsalçıları hibrid və tamamilə elektrik sistemlərini klassik daxili yanma mühərrikləri ilə müqayisədə rəqabət edə biləcək bir səviyyəyə gətirməyə çalışırlar. Bu hələ baş verməsə də, bir çox inkişaf inkişafına xərclənən milyardlarla dolları doğrultdu.
Üçüncü minilliyin başlanğıcı ilə bəşəriyyət Toyota Prius adlı bir yenilik gördü. Yapon istehsalçısının beyni "hibrid avtomobil" anlayışı ilə sinonim oldu. Bir çox müasir inkişaf bu inkişafdan götürülmüşdür. Bu günə qədər alıcının özü üçün ən yaxşı variantı seçməsinə imkan verən çoxlu birləşmiş qurğularda dəyişikliklər yaradılmışdır.
Hibrid avtomobillər necə işləyir
Hibrid mühərriki tam elektrikli vasitə ilə qarışdırmayın. Elektrik quraşdırma bəzi hallarda iştirak edir. Məsələn, şəhər rejimində, avtomobil tıxacda olduqda, daxili yanma mühərrikinin istifadəsi mühərrikin həddindən artıq istiləşməsinə və hava çirklənməsinin artmasına səbəb olur. Belə vəziyyətlərdə elektrik quraşdırma aktivləşdirilir.
Dizayn olaraq hibrid aşağıdakılardan ibarətdir.
- Əsas güc bloku. Bir benzin və ya dizel mühərrikidir.
- Elektrik mühərriki. Dəyişiklikdən asılı olaraq onlardan bir neçəsi ola bilər. Fəaliyyət prinsipinə görə, onlar da fərqli ola bilər. Məsələn, bəziləri təkərlər üçün əlavə bir sürücü, digərləri isə avtomobili bir yerdən işə salarkən mühərrikin köməkçisi kimi istifadə edilə bilər.
- Əlavə batareya. Bəzi avtomobillərdə kiçik bir tutuma sahibdir, enerji ehtiyatı qısa müddətə elektrik qurğusunu aktivləşdirmək üçün kifayətdir. Digərlərində bu batareyanın böyük bir gücü var ki, nəqliyyat vasitələri elektrik enerjisindən sərbəst hərəkət edə bilsin.
- Elektron idarəetmə sistemi. Mürəkkəb sensorlar daxili yanma mühərrikinin işini izləyir və elektrik motorunun işə salınması / söndürülməsi əsasında maşının davranışını təhlil edir.
- İnverter. Bu, batareyadan üç fazalı elektrik motoruna gələn lazımi enerjinin çeviricisidir. Bu element, yüklənmənin dəyişdirilməsindən asılı olaraq yükü müxtəlif qovşaqlara paylayır.
- Generator. Bu mexanizm olmadan, əsas və ya əlavə batareyanın doldurulması mümkün deyil. Adi avtomobillərdə olduğu kimi, generator daxili yanma mühərriki ilə işləyir.
- İstilik bərpa sistemləri. Müasir hibridlərin əksəriyyəti belə bir sistemlə təchiz olunmuşdur. Əyləc sistemi və şassi kimi avtomobilin tərkib hissələrindən əlavə enerji "yığır" (avtomobil, məsələn, bir təpədən çıxdıqda, çevirici sərbəst buraxılan enerjini batareyaya yığır).
Hibrid güc aqreqatları fərdi və ya cüt-cüt işləyə bilər.
İş sxemləri
Bir neçə uğurlu hibrid var. Üç əsas var:
- ardıcıl;
- paralel;
- serial-paralel.
Serial dövrə
Bu vəziyyətdə daxili yanma mühərriki elektrik mühərriklərinin istismarı üçün elektrik enerjisi generatoru kimi istifadə olunur. Əslində bir benzin və ya dizel mühərrikin avtomobilin sürət qutusu ilə birbaşa əlaqəsi yoxdur.
Bu sistem mühərrik bölməsində az həcmli az güclü mühərriklərin quraşdırılmasına imkan verir. Onların əsas vəzifəsi gərginlik generatorunu idarə etməkdir.
Bu avtomobillər tez-tez mexaniki və kinetik enerjinin batareyanı doldurmaq üçün elektrik cərəyanına çevrildiyi bir bərpa sistemi ilə təchiz olunmuşdur. Batareyanın ölçüsündən asılı olaraq, bir avtomobil yalnız daxili yanma mühərriki istifadə etmədən elektrik çəkmə gücündə müəyyən bir məsafəni qət edə bilər.
Bu növ hibridlərin ən məşhur nümunəsi Chevrolet Voltdur. Adi elektrik avtomobili kimi doldurula bilər, ancaq benzin mühərriki sayəsində sıra əhəmiyyətli dərəcədə artır.
Paralel dövrə
Paralel qurğularda daxili yanma mühərriki və elektrik motoru tandemdə işləyir. Elektrik mühərrikinin vəzifəsi əsas vahidin yükünü azaltmaqdır, bu da əhəmiyyətli dərəcədə yanacaq qənaətinə səbəb olur.
Daxili yanma mühərriki sürət qutusundan ayrılıbsa, avtomobil elektrik dartmasından müəyyən bir məsafəni qət edə bilər. Ancaq elektrik hissəsinin əsas vəzifəsi vasitənin sürətlənməsini təmin etməkdir. Bu cür modifikasiyalardakı əsas güc vahidi benzin (və ya dizel) mühərrikidir.
Avtomobil yavaşladıqda və ya daxili yanma mühərrikinin işindən çıxdıqda, elektrik mühərriki batareyanı doldurmaq üçün generator kimi çıxış edir. Yanma mühərriki sayəsində bu avtomobillər yüksək gərginlikli bir batareyaya ehtiyac duymur.
Ardıcıl hibridlərdən fərqli olaraq, bu mühərriklər daha yüksək yanacaq istehlakına malikdir, çünki elektrik mühərriki ayrı bir güc qurğusu kimi istifadə edilmir. BMW 350E iPerformance kimi bəzi modellərdə elektrik mühərriki sürət qutusuna birləşdirilmişdir.
Bu iş sxeminin bir xüsusiyyəti aşağı krank mili sürətində yüksək bir torkdur.
Serial-paralel dövrə
Bu sxem Yapon mühəndisləri tərəfindən hazırlanmışdır. Buna HSD (Hybrid Synergy Drive) deyilir. Əslində, ilk iki növ elektrik stansiyası işinin funksiyalarını birləşdirir.
Tıxacda avtomobilin yavaş-yavaş işə düşməsi və ya hərəkət etməsi lazım olduqda, elektrik mühərriki işə salınır. Yüksək sürətdə enerjiyə qənaət etmək üçün bir benzin və ya dizel (vasitə modelindən asılı olaraq) mühərrik bağlanır.
Birdən sürətlənməyiniz lazımdırsa (məsələn, ötmə zamanı) və ya avtomobil yuxarıya doğru sürürsə, elektrik stansiyası paralel rejimdə işləyir - elektrik mühərriki daxili yanma mühərrikinə kömək edir, bu da yükü azaldır və nəticədə yanacaq sərfiyyatına qənaət edir.
Bir avtomobilin daxili yanma mühərrikinin planet əlaqəsi gücün bir hissəsini şanzımanın əsas ötürülməsinə və qismən batareyanı və ya elektrik sürücüsünü doldurmaq üçün generatora ötürür. Belə bir sxemdə vəziyyətə görə enerjini paylayan kompleks elektronika quraşdırılmışdır.
Seriyalı paralel güc qurğusu olan hibridin ən görkəmli nümunəsi Toyota Priusdur. Ancaq Yapon istehsalı olan tanınmış modellərin bəzi modifikasiyaları artıq belə qurğular alıb. Buna misal olaraq Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h modellərini göstərmək olar. Bu texnologiyanı bəzi Amerika narahatlıqları da alıb. Məsələn, inkişaf Ford Escape Hybrid -ə yol tapdı.
Hibrid məcmu növləri
Bütün hibrid güc aqreqatları üç növə bölünür:
- yumşaq hibrid;
- orta hibrid;
- tam hibrid.
Hər birinin özünəməxsus xüsusiyyətləri ilə yanaşı öz funksiyası da var.
Mikro hibrid güc aqreqatı
Bu cür elektrik stansiyaları tez-tez bir bərpa sistemi ilə təchiz olunur, beləliklə kinetik enerji elektrik enerjisinə çevrilir və batareyaya qaytarılır.
Bunlardakı sürücülük mexanizmi bir başlanğıcdır (generator kimi də çıxış edə bilər). Bu cür qurğularda elektrikli təkər sürücüsü yoxdur. Sxema daxili yanma mühərrikinin tez-tez işə salınması ilə istifadə olunur.
Orta hibrid güc aqreqatı
Bu cür avtomobillər də elektrik motoruna görə hərəkət etmir. Bu vəziyyətdə elektrik mühərriki yük artdıqda əsas güc vahidinə köməkçi kimi xidmət edir.
Bu cür sistemlər, bərpa olunan bir sistemlə təchiz edilmiş və yenidən batareyaya pulsuz enerji yığır. Orta hibrid aqreqatlar daha səmərəli istilik mühərriki təmin edir.
Tam hibrid güc aqreqatı
Belə qurğularda daxili yanma mühərriki ilə idarə olunan yüksək güc generatoru var. Sistem aşağı nəqliyyat vasitəsi sürətində aktivləşdirilir.
Sistemin effektivliyi, avtomobil tıxacda yavaşca hərəkət etdikdə, "Başla / Durdur" funksiyasının mövcudluğunda özünü göstərir, ancaq işıqforda kəskin sürətlənməlisiniz. Tam hibrid quraşdırmanın bir xüsusiyyəti daxili yanma mühərrikini söndürmək (debriyaj söndürülmüşdür) və elektrik mühərriki idarə etməkdir.
Elektrikləşmə dərəcəsinə görə təsnifat
Texniki sənədlərdə və ya bir avtomobil modeli adına aşağıdakı şərtlər mövcud ola bilər:
- mikrohibrid;
- mülayim hibrid;
- tam hibrid;
- plug-in hibrid.
Mikrohibrid
Belə avtomobillərdə şərti bir mühərrik quraşdırılmışdır. Elektriklə idarə olunmurlar. Bu sistemlər ya bir başlanğıc / dayandırma funksiyası ilə təchiz olunmuşdur, ya da bərpaedici bir əyləc sistemi ilə təchiz olunmuşdur (əyləc edildikdə, batareya yenidən doldurulur).
Bəzi modellər hər iki sistemlə təchiz olunmuşdur. Bəzi mütəxəssislər, bu cür vasitələrin hibrid vasitə sayılmadığına inanırlar, çünki elektrik sürücüsü sisteminə inteqrasiya etmədən yalnız benzin və ya dizel enerji blokundan istifadə edirlər.
Yüngül hibrid
Bu cür avtomobillər də elektrik enerjisi səbəbindən hərəkət etmir. Əvvəlki kateqoriyada olduğu kimi bir istilik mühərriki də istifadə edirlər. Bir istisna olmaqla - daxili yanma mühərriki bir elektrik qurğusu tərəfindən dəstəklənir.
Bu modellərdə volan yoxdur. Funksiyası bir elektrik başlanğıc generatoru tərəfindən həyata keçirilir. Elektrik sistemi sərt sürətlənmə zamanı az güclü motorun geri çəkilməsini artırır.
Tam hibrid
Bu vasitələr, elektrik dartma gücündə bir qədər məsafə qət edə biləcək vasitələr kimi başa düşülür. Bu cür modellərdə yuxarıda göstərilən hər hansı bir əlaqə sxemi istifadə edilə bilər.
Bu cür hibridlər şəbəkədən yüklənmir. Batareya rejenerativ əyləc sistemi və generatordan alınan enerji ilə doldurulur. Tək şarjla qət edilə bilən məsafə batareyanın tutumundan asılıdır.
Hibrid plaginlər
Bu cür avtomobillər elektrikli bir vasitə kimi işləyə bilər və ya daxili yanma mühərrikində işləyə bilər. İki elektrik stansiyasının birləşməsi sayəsində layiqli yanacaq qənaəti təmin edilir.
Həcmli bir batareyanın quraşdırılması (fiziki nəqliyyat vasitələrində bir qaz anbarı yerini alır) fiziki olaraq qeyri-mümkün olduğundan, belə bir hibrid tək bir şarjda yenidən doldurulmadan 50 km məsafəni qət edə bilər.
Hibrid avtomobillərin üstünlükləri və mənfi cəhətləri
Bu anda hibrid bir istilik mühərrikindən ətraf mühitə uyğun bir elektrik analoquna keçid əlaqəsi hesab edilə bilər. Son hədəf hələ əldə olunmasa da, müasir yenilikçi inkişafların tətbiqi sayəsində elektrik nəqliyyatının inkişafında müsbət bir tendensiya var.
Hibridlər keçid variantı olduğundan həm müsbət, həm də mənfi məqamlara malikdirlər. Artıqlara daxildir:
- Yanacaq qənaəti. Güc cütlüyünün işindən asılı olaraq, bu göstərici 30% və ya daha çox arta bilər.
- Şəbəkədən istifadə etmədən şarj edin. Bu kinetik enerji bərpa sistemi sayəsində mümkün oldu. Tam doldurma baş verməsə də, mühəndislər konversiyanı inkişaf etdirə bilsələr, elektrikli nəqliyyat vasitələrinin ümumiyyətlə bir çıxışa ehtiyacları olmayacaqdır.
- Daha kiçik həcmli və güclü bir motor qurma qabiliyyəti.
- Elektronlar mexanikdən daha qənaətlidir, yanacaq paylayır.
- Mühərrik daha az ısınır və tıxaclarda sürərkən yanacaq sərf olunur.
- Benzin / dizel və elektrik mühərriklərinin birləşməsi, yüksək güclü batareyanın ölü olduğu təqdirdə sürməyə davam etməyə imkan verir.
- Elektrik mühərrikinin fəaliyyəti sayəsində daxili yanma mühərriki daha sabit və daha az səs-küylə işləyə bilər.
Hibrid qurğular da çatışmazlıqların yaxşı bir siyahısına malikdir:
- Batareya çox sayda doldurma / boşaltma dövrü (daha da hibrid sistemlərdə olsa da) sayəsində daha sürətli istifadə edilə bilməz hala gəlir;
- Batareya tez-tez tamamilə boşalır;
- Bu cür avtomobillər üçün hissələr olduqca bahalıdır;
- Özünü təmir etmək demək olar ki, mümkün deyil, çünki bu, inkişaf etmiş bir elektron avadanlıq tələb edir;
- Benzin və ya dizel modelləri ilə müqayisədə hibridlər bir neçə min dollara başa gəlir;
- Müntəzəm baxım daha bahalıdır;
- Mürəkkəb elektronika diqqətli işləmə tələb edir və meydana gələn səhvlər bəzən uzun bir səyahətə mane ola bilər;
- Elektrik stansiyalarının işini düzgün tənzimləyən bir mütəxəssis tapmaq çətindir. Bu səbəbdən bahalı peşəkar atelyelərin xidmətlərinə müraciət etməlisiniz;
- Batareyalar əhəmiyyətli dərəcədə istilik dalğalanmalarına dözmür və özləri boşalır.
- Bir elektrik mühərrikinin istismarı zamanı ətraf mühitə uyğun olmasına baxmayaraq, batareyaların istehsalı və atılması yüksək dərəcədə çirkləndiricidir.
Hibridlərin və elektrikli nəqliyyat vasitələrinin daxili yanma mühərriklərinə həqiqi rəqibinə çevrilməsi üçün enerji təchizatı (daha çox enerji yığması, eyni zamanda çox həcmli olmaması üçün), həmçinin batareyaya zərər vermədən sürətli şarj sistemlərini yaxşılaşdırmaq lazımdır.
Suallar və cavablar:
Hibrid avtomobil nədir? Bu, hərəkətində birdən çox güc blokunun iştirak etdiyi bir nəqliyyat vasitəsidir. Əsasən bu, elektrik avtomobili ilə klassik daxili yanma mühərriki olan avtomobilin qarışığıdır.
Hibrid ilə adi avtomobil arasındakı fərq nədir? Hibrid avtomobil elektromobilin üstünlüklərinə malikdir (mühərrikin səssiz işləməsi və yanacaqdan istifadə etmədən sürmə), lakin akkumulyatorun doldurulması azaldıqda əsas enerji bloku (benzin) işə düşür.
