Как работают гибридные автомобили
Содержание
Что такое гибридный автомобиль? Гибридный автомобиль — это автомобиль, в котором для движения используется более одного типа трансмиссии. В большинстве случаев это означает, что автомобиль использует бензин для питания двигателя внутреннего сгорания и имеет аккумуляторы для питания…
Что такое гибридный автомобиль?
Гибридный автомобиль — это автомобиль, в котором для движения используется более одного типа трансмиссии. В большинстве случаев это означает, что автомобиль использует бензин для питания двигателя внутреннего сгорания и имеет батареи для питания электродвигателя. Цель гибридов состоит в том, чтобы предоставить владельцу превосходную экономию топлива, в то же время позволяя ему удобно заправлять свои автомобили на стандартных заправочных станциях. У каждого гибридного автомобиля есть свои преимущества и недостатки, и, поскольку их популярность продолжает расти с момента их появления в Северной Америке в 1999 году, они готовы оставаться популярными еще несколько лет.
Как работает гибридный автомобиль?
В настоящее время на рынке преобладают два основных типа гибридов:
Серия Гибрид: гибриды с электродвигателями, передающими мощность на колеса. Этот тип, называемый серийным гибридом, использует бензиновый двигатель в качестве генератора и в остальном функционирует как полностью электрический автомобиль. Мощность, поступающая на колеса, полностью электрическая по происхождению, а мощность для электродвигателей поступает от аккумуляторов, заряжаемых бензиновым двигателем. Автомобили с такой компоновкой не нуждаются в трансмиссии и обычно также могут быть подключены к сети, так что на первые мили в пути расходуется еще меньше бензина. Они также, как правило, имеют большие батареи, чем параллельные гибриды. В Chevrolet Volt и снятом с производства Fisker Karma используется система этого типа.
Параллельные гибриды: гибриды с электрическим и бензиновым двигателями, приводящими в движение колеса. Этот тип, называемый параллельным гибридом, передает мощность на колеса и вырабатывает электричество с помощью бензинового двигателя. Устройство напоминает стандартный автомобиль, работающий на горючем топливе, с той лишь разницей, что двигателю помогает электродвигатель. Электродвигатель размещается где-то вдоль трансмиссии, обычно между двигателем и карданным валом. На сегодняшний день это самый распространенный тип гибридного автомобиля. Автомобили, которые производятся как гибридная версия уже популярного автомобиля, обычно используют эту схему. Гибриды Honda Civic и Chevrolet Malibu являются хорошими примерами этого типа.
Последовательно-параллельные гибриды: Гибриды, которые могут переключаться между бензиновым двигателем и электродвигателем или использовать оба одновременно. Этот тип, называемый серийно-параллельными гибридами, может приводить в движение колеса либо с помощью бензинового двигателя с электронным управлением, либо только с электродвигателем. Позволяя каждому двигателю использовать свои сильные стороны, последовательно-параллельные гибриды максимально эффективно используют любое топливо, разгоняясь с низких скоростей только с помощью электродвигателя и используя бензиновый двигатель для движения со скоростью шоссе. Эта компоновка становится все более популярной и наиболее широко используется в Toyota Prius. Mercedes и BMW также производят гибридные автомобили этого типа.
Как гибриды экономят топливо?
Гибриды, которые можно подключить, называются подключаемыми гибридами и экономят топливо, заряжая батареи питанием от розетки. Подключаемые гибриды — это самое близкое к тому, кто может получить полностью электрический автомобиль, но при этом иметь возможность использовать заправочные станции. Аккумуляторы обычно заряжаются от двигателя, работающего на бензине. Поскольку при проектировании гибридных автомобилей большое внимание уделяется топливной экономичности, технология, которая была разработана, чтобы помочь автомобилям потреблять меньше топлива, впечатляет.
При торможении электродвигатель выключается и вращается за счет импульса автомобиля, все еще останавливаясь. Это называется рекуперативным торможением, и оно уникально для автомобилей с электродвигателями в трансмиссии. Некоторые гибриды настолько хорошо справляются с этой задачей, что им едва ли нужен бензиновый двигатель для выработки электроэнергии для зарядки аккумуляторов.
Гибриды также имеют возможность запустить бензиновый двигатель без стартера. Вместо этого двигатель запускается, когда он вращается электродвигателем. Из-за этого гибриды могут плавно выключать двигатель, когда автомобиль останавливается, и снова запускать его при отпускании тормоза. Эта технология, получившая название Automatic Stop-Start, исключает расход топлива на холостом ходу. Хотя некоторые автомобили, работающие только на бензине, используют эту функцию, она присутствует почти на каждом гибриде.
Какие гибриды работают для каких приложений?
Поездки на работу или поездки на короткие расстояния: Гибрид с большой батареей и возможностью работать на полностью электрической энергии был бы наиболее выгодным для этого приложения. Поскольку у серийных или последовательно-параллельных гибридов обычно достаточно батареи, чтобы преодолевать короткие расстояния только на электроэнергии, они будут экономить больше топлива по сравнению с бензиновым автомобилем. Функциональность подключаемых модулей также является огромным плюсом для этого приложения.
Дальние поездки (50 миль и более) или дальние поездки: Последовательный гибрид или последовательно-параллельный гибрид был бы наиболее полезен для этого приложения. Поскольку бензиновый двигатель будет работать большую часть времени и автомобиль, вероятно, будет двигаться со скоростью шоссе, гибрид с большим электродвигателем будет экономить больше топлива по сравнению с бензиновым автомобилем. Многие параллельные гибриды имеют небольшой электродвигатель для экономии топлива на низких скоростях, который не так полезен на скорости шоссе.
Производительность: Последовательно-параллельный гибрид, безусловно, был бы единственным выбором для мощного автомобиля. Серийный гибрид не может использовать бензиновый двигатель для расточительного разгона с открытой дроссельной заслонкой до гоночной скорости. Параллельный гибрид вряд ли будет иметь достаточно большой электродвигатель, чтобы работать на высоких скоростях.
Гибридные автомобили сегодня
Современные гибридные автомобили с каждым годом все больше становятся похожими на электромобили. В то же время технология аккумуляторов значительно улучшилась, а стоимость аккумуляторов снизилась. Хотя на рынке есть жизнеспособные электромобили производства Tesla, Nissan, Mercedes-Benz и других компаний, инфраструктуры для зарядки электромобилей на больших расстояниях пока нет. Гибриды являются заполнителем для этого и будут жизнеспособны только до тех пор, пока поблизости есть заправочные станции.
Тем не менее, заправочные станции, вероятно, будут существовать некоторое время. Таким образом, гибрид может быть разумным вложением, если учесть экономию топлива и высокую стоимость при перепродаже. С другой стороны, гибридные автомобили тяжелее своих аналогов с одной трансмиссией. Они также используют больше деталей, поэтому больше всего может сломаться. Большая часть новых технологий не существует уже более десяти лет, поэтому долгосрочная долговечность в основном является спекулятивной. Тем не менее, более эффективное использование топлива — достойная цель, и автопроизводители прилагают все усилия, чтобы каждый день автомобили работали чище и экологичнее. Если гибрид кажется правильным выбором, то его, по крайней мере, стоит рассмотреть.
Техническое обслуживание и другие заботы
Очень интересным аспектом современных гибридов является техническое обслуживание, когда эти автомобили начинают преодолевать большие расстояния. Каждый год появляются новые достижения и технологии, и производители изо всех сил стараются внедрить их в свои автомобили, чтобы продать потребителям. Некоторые из них будут очень надежными, в то время как другие могут получить репутацию проблематичных.
Если у вас есть гибрид, относитесь к нему как к обычному автомобилю и проверяйте его, когда появляются сообщения об ошибках или загорается индикатор Check Engine. Решайте любые проблемы с подвеской, колесами или рулевым управлением так же, как и с любым другим автомобилем. Просто знайте, что будут определенные проблемы, которые могут быть уникальными для вашего автомобиля, и что квалифицированный механик сможет помочь вам, если у вас возникнут какие-либо проблемы.
