Гибридные машины – : , ?

Гибридные автомобили: модели, достоинства и недостатки

Увеличение числа автотранспорта в мире и ряд экологических проблем, с которыми столкнулось человечество последние пару десятилетий, привело к серьезным изменениям в сфере автомобильной промышленности.

Продиктованы они, в первую очередь, существенно ужесточившимися экологическими нормами и возросшей ценой топлива, в связи с чем автопроизводители вынуждены искать способы снизить количество токсических выбросов и общий расход топлива в автомобилях.

При этом, несмотря на появление электромобилей, разработок транспортных средств с топливными элементами, единственным действенным способом на сегодня оказалось создание машин с гибридными двигателями – наиболее простой путь «вписаться» в эконормы и предложить потребителю удобный в использовании продукт.

О том, что представляет собой рынок машин «гибридов» сегодня, мы и постараемся рассказать в данном материале, ведь сегодня многие потенциальные покупатели не представляют, что значит гибридный автомобиль и какие преимущества предлагает.

Гибридные автомобили – что это такое?

Принцип транспортного средства, построенного на гибридной схеме, весьма прост. В его основу положен принцип обычного бензогенератора, когда силовой агрегат транспортного средства вращает генератор и осуществляет зарядку тяговой батареи.

Видео — как устроен гибридный автомобиль:

В свою очередь, энергия батареи позволяет автомобилю какое-то время двигаться исключительно на электрической тяге с «нулевым» количеством токсичных выбросов. После того, как энергия в батареях иссякнет, в работу снова включается бензиновый мотор, который позволяет продолжать движение и при этом восполняет заряд в аккумуляторных батареях.

Надо сказать, что наряду с этой схемой существует и другая, носящая название plug-in hybrid. В ней аккумулятор заряжается не только от мотора, но и от обычной бытовой электросети, а его емкости достаточно для поездок на небольшие расстояния (как правило, около 30-40 километров). По факту это значит, что доехать до работы и обратно вы можете, совершенно не используя бензиновый двигатель (и, соответственно, не тратя топлива).

Преимущества машин с гибридным двигателем

Наверняка многие зададутся вопросом, а для чего вообще «городить огород» с аккумуляторами, электромоторами, батареями и двигателем внутреннего сгорания? Что дает гибридная схема силовой установки?

Перед тем, как ответить на этот вопрос, стоит вспомнить, когда «традиционный» автомобиль расходует наибольшее количество топлива. Известно, что максимальный расход (и, соответственно, токсичность выбросов) приходится на этап разгона до крейсерской скорости, а также в городском режиме движения при частых разгонах-торможениях.

Видео — как можно улучшить гибридный автомобиль:

Таким образом, электропривод в машинах с гибридной силовой установкой вступает в действие именно в этих режимах. При полностью заряженной батарее «гибрид» начинает движение на электротяге, а при достижении определенного скоростного порога (в зависимости от модели он составляет от 20 до 40 километров в час) в действие вступает двигатель внутреннего сгорания.

Таким образом, снижается расход топлива в городском цикле езды, уменьшается количество токсичных выхлопов и снижается общий уровень шума, издаваемого автомобилем при движении.

Также традиционным преимуществом гибридных автомобилей принято считать лучшую динамику в сравнении с автомобилями, имеющими ДВС сходной мощности и объема.

Достигается прирост скорости разгона возможностью совместно задействовать электропривод и бензиновый силовой агрегат при включении соответствующего режима. В таком случае автомобиль получает прирост дополнительной мощности при высоком коэффициенте полезного действия, который характерен для электрических двигателей.

Недостатки

Несмотря на достаточно большое число плюсов машин-«гибридов», подобная схема имеет и ряд недостатков, которые на практике довольно существенны.

К основному из них стоит отнести сложность конструкции и, как результат, высокую стоимость обслуживания и ремонта гибридных авто. Например, замена тягового аккумулятора на подержанном автомобиле – процедура весьма дорогостоящая.

Кроме того, частые включения и отключения ДВС негативно сказываются на его общем ресурсе и сроке службы стартера. Впрочем, последний аспект характерен и для популярной ныне системы «старт-стоп», активно применяемой в ряде моделей и отключающей двигатель автомобиля во время остановки на светофоре и подключающей при выжиме сцепления.

Еще одним недостатком, а точнее, особенностью гибридных автомобилей является тот факт, что экономия топлива достигается исключительно в городском режиме движения.

При езде на трассе гибридный авто практически полностью теряет свои преимущества в сравнении с автомобилем традиционной компоновки в виду того, что гибридная трансмиссия в движении практически не участвует.

То есть, реально низкий уровень расхода топлива в сравнении с автомобилем, имеющим ДВС аналогичного рабочего объема и мощности, вы не получите.

При этом, учитывая дороговизну в обслуживании гибридного транспортного средства, можно смело говорить о том, что покупка подобной машины рационально не оправдана для водителей, ездящих за городом на значительные расстояния.

Модели гибридных автомобилей

Сегодня практически все ведущие мировые автоконцерны представили собственные модели гибридных автомобилей. Тем не менее, далеко не все из них стали сколь либо популярными на рынке, а потому мы попытаемся рассмотреть наиболее известные «гибриды», которые пользуются спросом. Итак…

Самые популярные

Toyota Prius

Этот японский «гибрид», недавно в очередной раз сменивший поколение, можно назвать знаковой моделью данного сегмента. По сути, именно Приус стал основоположником рынка гибридов, принеся все преимущества гибридной составляющей на рынок массовых транспортных средств.

Видео — рассказ автовладельца Toyota Prius:

С течением времени автомобиль подвергался доработкам и в итоге «разделился» на две модели – собственно Toyota Prius и футуристичный подзаряжаемый Toyota Prius Plug-in hybrid, предлагаемый исключительно на рынке Соединенных Штатов Америки.

Chevrolet Volt (Opel Ampera)

Этот автомобиль нельзя назвать рыночным прорывом – спрос на машину предыдущего поколения был более чем скромным. Однако отметить данную модель стоит уже потому, что этот автомобиль стал первым массовым подзаряжаемым гибридом, способным проехать 40 километров, не задействуя двигатель внутреннего сгорания.

 

Видео — рассказ о гибриде Chevrolet Volt:

Lexus RX450h

Этот кроссовер стал первым автомобилем данного класса, «примерившим» гибридную трансмиссию. Собственно говоря, появление данной машины доказало, что крупный автомобиль премиум-класса способен быть экономичным в городе, как обычная малолитражка.

Видео — обзор Lexus RX450h:

Даже не смотря на разницу в цене в сравнении с обычными модификациями, кроссовер Lexus RX450h оказался успешным на рынке, доказав, что обеспеченные люди также не против приобрести технически совершенное транспортное средство с малым расходом топлива.

Машины гибриды в России

Надо сказать, что на заре появления гибридных автомобилей российский рынок очень настороженно отнесся к такого рода моделям. Люди в большинстве своем не понимали, для чего переплачивать кругленькую сумму за автомобиль, аналогичных по своим характеристикам гораздо более доступным моделям. Впрочем, сами производители также не спешили с началом официальных продаж «гибридов» в нашей стране.

«Первой ласточкой» в этом направлении стало появление в шоу-румах дилеров кроссовера Lexus RX450h первого поколения. Как ни странно, спрос на автомобиль оказался гораздо выше ожидаемого, что подвигло и других производителей к выводу собственных «гибридов» на рынок России и постсоветского пространства.

Впрочем, приход в Россию наиболее популярного за рубежом Тойота Приус окончился провалом – этот компактный гибрид гольф-класса не стал сколь либо заметным явлением для российских автомобилистов.

Видео — выбираем гибридный автомобиль (АВТО ПЛЮС):

Вероятнее всего, причиной этого стала неготовность российских автолюбителей со средним уровнем достатка переплачивать за экологичность модели и меньший расход топлива, который у городских малолитражек и так невелик.

При этом на постсоветском пространстве «Приусы» первого и второго поколений оказались весьма востребованы среди… таксистов. Именно они по достоинству оценили небольшой расход топлива при езде в городе, а высокая изначальная стоимость гибрида на вторичном рынке роли не играла – падение цен на гибридные модели оказывается даже выше, чем на машины с традиционными моторами внутреннего сгорания, особенно дизельные версии, которые оказываются существенно дороже.

Сегодня в России предложено немало гибридных автомобилей, однако большинство из них относится к премиум-сегменту рынка. Исключение составляет вышеупомянутый «Приус», но спрос на данную модель после кризиса упал практически до нуля.

Гибриды   Тойота

Вы, вероятно, заметили, что в описаниях гибридных автомобилей фигурируют, в основном, модели компании Тойота (ведь тот же Lexus является, по сути, структурным подразделением этого автогиганта).

Такое положение дел вполне объяснимо, ведь именно Тойота стала первой компанией, массово внедрившей на рынке гибридные технологии практически во всех сегментах рынка – от доступных малолитражек до дорогих седанов и кроссоверов.

Такое разделение и обширная гамма, а также большой опыт в производстве гибридов привел к тому, что сегодня именно концерн Toyota выступает мировым лидером гибридного автомобилестроения.

Большую часть производимых гибридных авто компания реализует на территории США, где действуют наиболее жесткие на сегодняшний день экологические нормы, связанные с уровнем выбросов токсических веществ в автотранспорте.

Видео — гибрид Тойота Приус:

Сегодня Тойота – единственный в мире производитель автомобилей, не только создавший первый серийный гибридный автомобиль, но и предлагающий гибридные версии машин для всего модельного ряда, включая компактные городские хэтчбеки, седаны гольф-класса, бизнес и представительские модели, кроссоверы и полноценные внедорожники.

При этом наиболее широкий ряд «гибридов» от Тойота представлен непосредственно в Японии и США. На внутрияпонском рынке машины продаются под маркой Тойота, а в Америке по традиции наиболее популярен Лексус (в России, надо сказать, наибольшая часть гибридных авто также продается под этой торговой маркой).

Наиболее насыщенным с точки зрения количества гибридных авто от Тойота по праву стоит считать рынок Японии. На него компания выводит все новейшие модели, на которых «обкатывает» технологии, которые должны пойти в серию на «глобальных» моделях.

В частности, флагманские модели типа Toyota Avalon и другие уже сегодня предлагают ряд технических новаций, связанных с увеличением надежности «гибридов», а также большим запасом хода от одного заряда батареи.

Также компания существенно дорабатывает системы энергосбережения, что также способствует уменьшению «грязного» выхлопа и способствует меньшему потреблению топлива. Многие из этих технологий также нашли свое отражение в недавно представленной новейшей версии Тойота Приус, продажи которой стартуют в США в ближайшее время.

Перспективы автомобилей гибридов

Сегодня большинство автопроизводителей однозначно заявляет о широких перспективах гибридных технологий. При этом многие компании, к примеру, концерн BMW, пытается вывести на рынок машины спортивного класса, оснащенные гибридной силовой установкой и имеющие большой запас хода от аккумуляторов.

В условиях же российских реалий перспективы «гибридов» выглядят более туманно. Ситуация могла бы измениться в случае снижения таможенных пошлин для гибридных авто, аналогично тому, как это было сделано с электромобилями.

Пока же «гибриды» остаются гораздо более дорогими, нежели обычные автомобили с ДВС, а большие расстояния между городами сводят на нет их экономическую эффективность.

Не все знают чем роботизированная коробка передач отличается от автоматической, а также их плюсах и минусах.

Желательно щепетильно подходить к подбору дисков по параметрам, соответствующим каждому автомобилю.

Подборка эмблем автомобилей https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/avtomobili-poleznaya-informaciya/100-emblem-avtomobilej.html  с названиями.

Видео — гибридный автомобиль Mitsubishi Outlander PHEV:

Может заинтересовать:

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Добавить свою рекламу

Как быстро избавиться от царапин на кузове авто

Добавить свою рекламу

Что дает установка автобаферов?

Добавить свою рекламу

Зеркало видеорегистратор Car DVRs Mirror

Добавить свою рекламу

voditeliauto.ru

Гибридный автомобиль — это… Что такое Гибридный автомобиль?

Первый серийный гибридный автомобиль Toyota Prius
Модель 1997 года 2008 Toyota Estima-hybrid

‎ Гибри́дный автомоби́ль — автомобиль, использующий для привода ведущих колёс разнородную энергию.

Современными автопроизводителями часто используется схема, позволяющая совмещать тягу двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Это позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок, а также реализовывать рекуперацию кинетической энергии, что повышает топливную эффективность силовой установки. Однако схема сопряжения ведущих колёс и двигателя внутреннего сгорания может быть иной.
Помимо топливно-электрических автомобилей гибридами также являются автомобили, в которых помимо ДВС имеется и двигатели, работающие на сжатом воздухе.

Иногда с гибридами ошибочно смешивают транспортные средства с электромеханической трансмиссией (например, тепловозы, некоторые трактора и танки).

Общий принцип

Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах. Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства. Это обусловлено тем, что ДВС обладает определённой нагрузочной характеристикой (зависимостью отдаваемой мощности от частоты вращения вала), которая имеет оптимальные показатели только в узком интервале, как правило, смещённом в сторону высоких оборотов. Частично этот недостаток компенсируется за счёт применения коробки передач, однако она ухудшает общий КПД за счёт собственных потерь. Кроме того, ДВС не может изменить направление вращения, чтобы обеспечить задний ход. Электродвигатель свободен от этих недостатков, обеспечивает мгновенный запуск и остановку, и не имеет нужды в холостом ходе, что позволяет исключить из конструкции сцепление. Электродвигатель не требует никакой трансмиссии, и может быть размещён непосредственно в колесе (мотор-колесо).

Суть нового принципа заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передаётся на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство. Это похоже на электростанцию на электромобиле, вырабатывающую энергию для собственного движения. Суть схемы работы гибридного автомобиля аналогична, но значительно модифицирована, в первую очередь добавлением аккумуляторной батареи, только в отличие от электромобиля имеющей меньшую ёмкость, а следовательно, и вес.

Гибридный автомобиль сочетает в себе преимущества электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Это больший коэффициент полезного действия электромобилей (80-90% у электромобиля против 35-50% у ДВС) и большой запас хода на одной заправке автомобиля с ДВС.

Типовые схемы

• По методу подключения двигателя и накопителя к приводу:
  • Параллельная. Двигатель и накопитель соединены дифференциалом, который соединен с приводом колес. Используется в автомобилях с Integrated Motor Assist (Honda). Характеризуется простотой (возможно применение вместе с механической коробкой передач) и низкой стоимостью.
  • Последовательная. Основной источник тока (самое распространённое решение двигатель внутреннего сгорания+электрический генератор) соединен только с накопителем, который в свою очередь соединён с тяговым электродвигателем. В легковых автомобилях пока используется редко ([1] Ё-мобиль). Близкий принцип используется в электрической трансмиссии, которая применяется в случаях, когда необходимо передать большой момент с ДВС на колеса, например, в железнодорожном транспорте или карьерных самосвалах.
  • Последовательно-параллельная. Система может работать как последовательно, так и параллельно, в зависимости от режима работы. Реализовано в автомобилях с Hybrid Synergy Drive (Toyota), например, Toyota Prius.

• По типам накопителей:
  • Электрические:
    • На основе электрохимических аккумуляторов
    • На основе инерционных накопителей
  • Механические:
    • На основе пневматических аккумуляторов, гидроаккумуляторов с пневматическим накопителем.
    • На основе инерционных накопителей.

Наиболее используемая схема для реализации последовательного гибрида «двигатель внутреннего сгорания — накопитель электроэнергии (необязательно большой ёмкости) — электродвигатель». В случае накопителя большой ёмкости может питаться как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора, (пример реализации — Chevrolet Volt) стоить отметить, что в качестве накопителя могу применяется другие вторичные источники тока например конденсаторы и ионисторы (суперконденсаторы). Главное преимущество гибридного автомобиля — снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигается полным автоматическим управлением режима работы системы двигателей с помощью бортового компьютера, начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки в транспортном потоке, с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации — использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов. Кроме того в случае использования связки ДВС-генератор в качестве первичного источника тока, режим работы ДВС выбирается оптимальным по тому или иному признаку. В некоторых случаях может применяется микротурбина (обусловлено соотношением габаритов веса и мощности) Газотурбовоз, также применяется на некоторых видах пассажирского транспорта -из-за лучшей экологичности и низкого уровня шума ЭКОбус

Причины начала разработок

Главной причиной начала производства легковых гибридов был рыночный спрос на подобные автомобили, вызванный высокими ценами на нефть и постоянным повышением требований к экологичности автомобилей. При этом совершенствование технологий и налоговые льготы производителям гибридов делает эти автомобили в некоторых случаях даже дешевле обычных. В некоторых странах владельцы гибридов освобождаются от уплаты дорожного налога и не платят за муниципальные парковки. Применение электромобилей, несмотря на многие преимущества, и даже налаженный их выпуск, имеет ряд недостатков:

Нужно было искать компромиссы и устранять недостатки. И таким компромиссом стала разработка гибридомобиля.

История разработок

Первым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche.^[1] Автомобиль был разработан конструктором Фердинандом Порше в 1900 — 1901 годах.

В США гибридные автомобили начал разрабатывать Виктор Воук в 60-е — 70-е годы.

В 1980 году компания Volvo проводила эксперименты с маховиком, разгоняемым дизельным двигателем и используемым для рекуперации тормозной энергии. Впоследствии от этого проекта отказались в пользу гидравлических аккумуляторов.

В СССР

Возможно, этот раздел содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае он может быть удалён. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (25 мая 2011)

В Советском Союзе также велись работы по разработке гибридных автомобилей. Так, работы советского ученого Нурбея Гулиа привели к созданию прототипа гибридного автомобиля на базе автомобиля-грузовика УАЗ-450, где накопителем энергии являлся маховик, трансмиссией — особый вариатор. Это был один из первых «гибридов». В 1966 году удалось достичь экономии топлива до 50 %^[2].

В Курске в 1972-73 годах Н. В. Гулиа были проведены испытания городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами и вариаторами. Кроме того были построены и испытаны гибридные силовые агрегаты для автобусов на основе гидропривода. В последних роль накопителя энергии играли баллоны со сжатым азотом и маслом. Несмотря на различные принципы действия этих «гибридов» эффективность их оказалась близкой друг к другу — расход топлива снижался примерно вдвое, а токсичность выхлопа — в несколько раз^[3]. Но данные технологии советская автомобильная промышленность не начала использовать^[3].

Преимущества

Экономная эксплуатация

Главным преимуществом является экономная эксплуатация. Чтобы достичь её, необходимо было искать баланс, то есть уравновесить все технические показатели машины, но при этом сохранить все полезные параметры обычного автомобиля: его мощность, скорость, способность к быстрому разгону, и множество других, весьма важных характеристик, заложенных в современных автомобилях. Мало того, способность накапливать энергию, в том числе и не терять понапрасну кинетическую энергию движения во время торможения, а заряжать аккумуляторные батареи, помимо основных явных преимуществ, привнесло автолюбителям некоторые побочные «мелкие радости», например, меньший износ тормозных колодок.

Как была достигнута экономия:

• снижением объёма и мощности двигателя;
• работа двигателя в оптимальном и равномерном режиме, в гораздо меньшей зависимости от условий езды;
• полная остановка работы двигателя, когда это необходимо;
• возможность движения только на электродвигателях;
• рекуперативное торможение с зарядкой аккумулятора.

Вся эта система до такой степени сложна, что стала возможна в полной мере только в современных условиях, с применением достаточно непростых алгоритмов работы бортового компьютера. Даже правильное и эффективное (с точки зрения безопасности) торможение управляется бортовым компьютером.

Экологическая чистота

Ё-мобиль планируется создать соответствующим экологическому стандарту Евро-5

Снижение расхода углеводородного топлива немедленно сказалось на экологической чистоте. Полная остановка работы двигателей в местах скопления автомобилей на дорогах городов, и прежде всего в пробках, имеет самую первостепенную роль. Применение же аккумуляторных батарей гораздо меньшей емкости, чем в электромобилях, снизила остроту проблемы утилизации использованных аккумуляторов. Развитие гибридной технологии в общественном транспорте и для грузовых автомобилей ещё больше улучшит экологическую обстановку городов.

Хорошие ходовые характеристики

Теперь нет необходимости устанавливать двигатель из расчёта пиковых нагрузок эксплуатации. В момент, когда необходимо резкое усиление тяговой нагрузки, в работу включаются одновременно как электро-, так и обычный двигатель (а в некоторых моделях и дополнительный электродвигатель). Это позволяет сэкономить за счет установки менее мощного двигателя внутреннего сгорания, работающего основное время в наиболее экономном и благоприятном для себя режиме. или в случае использования последовательной схемы расходуется энергия зпапасённая в накопителях. Такое равномерное перераспределение и накопление мощности, с последующим быстрым использованием, позволяет использовать гибридные установки в автомобилях спортивного класса и внедорожниках. Несмотря на то, что электродвигатели обладают достаточно большим крутящим моментом в пересчёте на массу и габариты двигателя, по сравнению с другими двигателями, разработчики всё же в ряде моделей устанавливают не слишком мощные электродвигатели, уменьшая их габариты. При этом, в целях суммирования мощностей, применяются комбинированные схемы передачи крутящего момента, с прямой передачей механического крутящего момента, непосредственно от двигателя. Такая схема называется «гибридно-совместный привод».

Увеличение дальности пробега

Исключение половины заездов на заправочные станции, и даже большего количества таких заездов, при езде по городу, высвобождает у автовладельца некоторое количество времени.

Сохранение и повторное использование энергии

Устранён один из главных недостатоков двигателя на углеродном топливе — невозможность возврата энергии обратно в углеродное топливо. Инженеры по транспорту давно пытались сохранить энергию движения при торможении, чтобы её повторно использовать. Например, применялись специальные конструкции с большим маховиком. Но только электрическую и гидравлическую энергию удаётся сохранить с минимальными потерями и достаточно дёшево. В качестве накопителя применяются аккумуляторы, гидроаккумуляторы и специальные конденсаторы.

Обычная заправка топливом

У электромобилей пока есть один большой недостаток — необходимость зарядки аккумулятора. Процесс долгий и требует некоторого специально оборудованного пункта зарядки. Таким образом он становится непригодным для длительных и дальних поездок. Но уже разработаны технологии, позволяющие заряжать литий-ионные аккумуляторы с электродами из наноматериалов до 80 % ёмкости за 5-15 минут.

У гибридного автомобиля этот недостаток устранён. Заправка осуществляется по привычной схеме, обычным углеводородным топливом, тогда, когда это необходимо, и дальнейшее движение можно немедленно продолжить.

В городском цикле эксплуатации гибридный автомобиль 80 % времени работает в режиме электромобиля. В феврале 2006 года автолюбители из США смогли взломать электронную систему управления Toyota Prius и научились принудительно переключать автомобиль в режим электромобиля. Французская компания PSA Peugeot Citroen к 2010 году начнет серийное производство гибридных версий Peugeot 307 и Citroen C4. В автомобилях предусмотрен режим электромобиля на скоростях менее 50 км/ч. Водитель может по желанию включать режим электромобиля.

Недостатки

Высокая сложность

Гибридные автомобили имеют относительно больший вес, они сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте. Опыт США говорит, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей с большой неохотой. США пытаются решить проблему дороговизны налоговыми льготами.

Компания Porsche отказалась от попыток самостоятельного производства гибридного автомобиля. Компания Mitsubishi изначально не пыталась создать гибридный автомобиль, а сконцентрировала все свои усилия на разработке электромобилей. Наиболее удачная на сегодня (2008) серийная разработка — Hybrid Synergy Drive (произносится [ха́йбрид си́неджи драйв]) компании Toyota.

Отсутствие трансмиссий

Наиболее перспективные, механические, гибриды не могут на данном этапе составить конкуренцию электрическим гибридам. Основной проблемой является невозможность создания адаптивных трансмиссий, способных работать в широком диапазоне передаточных отношений (более 20).

Утилизация аккумуляторов

Хоть и в меньшей степени, чем электромобили, гибридные автомобили подвержены проблеме утилизации аккумуляторов. Влияние выбрасываемых аккумуляторов на окружающую среду, по-видимому, никто не исследовал. В некоторых гибридных автомобилях аккумуляторы не предусмотрены (например, в ё-мобиле).

Подогрев салона

Высокий КПД определяет малую побочную генерацию бросового тепла. В обычных автомобилях в зимнее время это тепло используют для обогрева салона. В гибридных автомобилях ДВС не глохнет, пока не нагреет салон до требуемой температуры, что, естественно, увеличивает расход топлива. В американских моделях Тойота Приус также используются электрические ТЭНы, которые питаются от высоковольтной батареи. Они не только обеспечивают тепло без излишней работы ДВС, но и позволяют нагревать салон сразу после холодного старта автомобиля.

Опасность для пешеходов

Американский институт по оценке ущерба на дорогах (англ. Highway Loss Data Institute) опубликовал исследование, согласно которому гибриды опаснее для пешеходов, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Причиной повышенной опасности гибридов для пешеходов является их бесшумность в режиме работы от электродвигателя. Согласно опубликованной статистике аварийности, наезды гибридных автомобилей на пешеходов происходят на 20 % чаще, а степень урона выше^[4]. Для решения этой проблемы предлагается оснащать гибридные автомобили генератором звукового сигнала, который на небольших скоростях (до 30 км/ч) будет имитировать звук работающего двигателя внутреннего сгорания. Подобный генератор ставится с 2010 года на Toyota Prius. Сейчас требования к наличию звукового генератора у гибридных и электрических машин узаконены только в Японии. В конце 2011 года президент США Барак Обама дал указание Национальной администрации безопасности дорожного движения решить эту проблему в США в течение ближайших трёх лет^[4].

Стоимость автомобиля, внешний вид и обустройство салона

Гибридный автомобиль ничем внешне не отличается от своих «бензиновых» собратьев. Выпускаются различные виды, начиная от обычных городских автомобилей и заканчивая джипами-внедорожниками и спортивными моделями. А своеобразная начинка только добавляет особую гордость владельцу. При этом цена остаётся практически на том же уровне. Дисплей, отображающий работу системы и направление потоков энергии, некоторые владельцы уже окрестили термином «тамагочи для больших мальчиков». Но всё же производители не рекомендуют джипы-внедорожники использовать в сложных геоклиматических условиях.

Гибриды с возможностью подключения к электросети

Такой автомобиль, так же называемый англ. plug-in hybrid electric vehicle или PHEV, включать в розетку не обязательно — но у владельца есть и такая возможность. В результате водитель получает все преимущества электромобиля без самого большого его недостатка — ограничения по пробегу за один заряд. Машину можно использовать как электромобиль большую часть пути, а как только заряд падает ниже определённого уровня, включается небольшой бензиновый или дизельный двигатель и ваша машина едет дальше как последовательный гибрид приводя в действие ТЭДы и заряжая накопители, ппосле их зарядки двигатель выключается и цикл повторяется. Зарядка будет происходить в основном ночью, в часы, когда электроэнергия стоит дешевле.^[5]

Примером PHEV является, например, модель Chevrolet Volt, выпускаемая концерном General Motors с 2010 года.

Современное применение

Toyota лидирует по количеству гибридов и активно выпускает эти автомобили с 1997 года, причём в модификациях как обычных автомобилей серии Prius, паркетных внедорожников серии Lexus RX400h, так и автомобилей люкс-класса — Lexus LS 600h.

Lexus LS 600h

По итогам 2006 года во всём мире было продано более полумиллиона только модели Prius. Технологию гибридного привода Toyota HSD лицензировали Ford (Escape Hybrid), Nissan (Altima Hybrid).

Массовое производство гибридных автомобилей сдерживается дефицитом никель-металл-гидридных аккумуляторов.

В 2006 году в Японии было продано 90410 гибридных автомобилей, что на 47,6 % больше, чем в 2005 году.

В 2007 году продажи гибридных автомобилей в США выросли на 38 % в сравнении с 2006 годом. Гибридные автомобили в США занимают 2,15 % рынка новых легковых автомобилей. Всего за 2007 год в США было продано около 350000 гибридных автомобилей (без учёта продаж корпорации GM).

Всего с 1999 года до конца 2007 года в США было продано 1 002 000 гибридных автомобилей.

Гибридные автобусы

Автобусы с гибридными (дизель/электричество) силовыми установками разрабатывают и производят:

Наибольшее распространение гибридные автобусы получили в Северной Америке. General Motors с 2004 года к июню 2008 года поставил более чем в 30 городов США и Канады 1000 гибридных автобусов. Компания Orion Bus Industries к сентябрю 2009 года произвела 2200 гибридных автобусов^[11]. Первые шесть гибридных автобусов в Лондоне начали эксплуатироваться в начале 2006 года First Automotive Works начала производство гибридных автобусов осенью 2005 года.

Разрабатывают гибридную схему для автобусов, состоящую из водородных топливных элементов и аккумуляторов:

Гибридные грузовики

Гибридный грузовик японской компании Hino Motors

Гибридные схемы часто используются в карьерных самосвалах, а для грузовиков разрабатывают и производят компании:

Гибриды в спорте

Porsche 911 GT3 Hybrid едва не выиграл 24 часа Нюрбургринга

Все более стесненные технические регламенты гонок вынуждают конструкторов гоночных машин обращать внимание на нетрадиционные методы увеличения их эффективности. Гибридная силовая установка — один из таких методов. Впервые об их применении стали широко говорить в конце 90-х гг. когда три команды «Формулы-1» вели разработки такой системы, позволявшей заряжать аккумуляторы при торможении, чтобы затем выдать энергию в виде дополнительного разгонного импульса. Тогда ФИА запретила работу над этими системами из опасения неконтролируемого роста расходов. Однако реалии современного мира заставили вновь обратить внимание на эти системы. С 2009 г. разрешено использование таких систем в гонках Ф1. Их применение сулит много преимуществ — лучшие характеристики торможения, возможность кратковременного увеличения мощности, что может быть использовано для обгона соперников, кроме того двигатель работает в более выгодных режимах.

Кроме того, гибридный автомобиль Тойота Супра HV-R уже выиграл 24 часовую гонку в Токайчи, а в 2008 г. в гонке 24 часа Нюрбургринга участвовал гибридный Гумперт Аполло, который, правда, до финиша не добрался, два года спустя гибридный Порше с механической системой рекуперации, сошёл, лидируя, за 2 часа до финиша, из-за поломки основного мотора. В гонках на выносливость гибридный привод сулит также дополнительное преимущество в виде большой экономичности, что позволяет реже проводить дозаправки и таким образом экономить время. С 2011 г. регламент LMP1 будет допускать применение гибридных приводов, но направленных исключительно на экономию топлива, а не улучшение скоростных показателей. и уже 2012 году гибридный автомобиль [сумел выграть эту гонку http://www.championat.com/auto/article-127216-24-chasa-le-mana-2012-pervaja-pobeda-gibrida.html]. Победу празновали конструкторы «Ауди». Второе место заняла команда «тоёта» тоже с гибридным автомобилем.Стоить также отметить что на в ралли Дакар в том же году латвийской команде на гибридном «OSCar eO » [удалось благополучно финишировать http://www.facebook.com/driveeo].

Существует студенческий класс спортивных гибридных автомобилей, когда учащиеся сами создают в рамках регламента уникальные конструкции. Соревнования проходят на трассе NASCAR New Hampshire Motor Speedway в США и Формула — 1 Silverstone. Есть участники данного направления и в России — команда Формула Гибрид МАДИ(ГТУ), впервые принявшие участие в 2009 году.

Перспективы

Toyota объявляла о намерении к 2007 году увеличить объём выпуска гибридных автомобилей до 900 тысяч в год, а к 2012 году вообще перейти исключительно на выпуск гибридов.^{[источник не указан 296 дней]}

Лондон после 2012 года будет закупать только гибридные автобусы.^{[источник не указан 296 дней]} Будет вводиться в эксплуатацию по 5000 гибридных автобусов ежегодно.

Фирма Walmart уже сейчас закупила несколько тысяч гибридных «петербилтов».

Перспективы в России

В России группой ученых (В. В. Давыдов, А. И. Лаврентьев и др.) под руководством д.т. н. профессора Н. В. Гулиа (Московский государственный индустриальный университет) предложен метод радикального увеличения эффективности гибридного силового агрегата за счет резкого снижения потерь в трансмиссии. Применение специально разработанной дифференциальной системы разделения потоков мощности позволяет поднять КПД бесступенчатой трансмиссии гибрида до 95 % — 97 % и передавать через варьируещее звено не более 15 % от полной мощности.

Но, в качестве накопителя энергии в этой системе обязательно должен применяться маховик с механическим отбором мощности. Иначе разделение потоков мощности в трансмиссии гибрида будет неэффективным при рекуперативном торможении и разгоне автомобиля^[12][13][14].

Ё-мобиль — проект, нацеленный на создание в далекой перспективе автомобиля, работающего на электричестве, получаемом от генератора с газовым (бензиновым, дизельным) роторно-лопастным двигателем и ёмкостного накопителя энергии. Разработка городского гибридного автомобиля была начата силами компании ЯРОВИТ Моторс, а затем предложена Михаилу Прохорову в качестве предмета совместной деятельности^{[источник не указан 368 дней]}. Сотрудничество ЯРОВИТ и Михаила Прохорова началось задолго до легкового гибрида — не позднее 2004 года, в котором тяжёлые грузовики «Яровит» проходили опытную эксплуатацию на предприятиях «Норильского Никеля»^[15], одним из совладельцев которого являлся Михаил Прохоров.

Производители и доступные модели

Концептуальные модели

• • INGOCAR ([2])
  • F-350 Tonka, E-450, Peterbilt 320(HLA (Hydraulic Launch Assist — в буквальном переводе «гидравлическая помощь запуску»)([3])
  • F1 car ([4])

Ссылки

См. также

Примечания

1. ↑ Мир Porsche: Самый первый Porsche
2. ↑ Инерционные аккумуляторы энергии. Воронеж, ВГУ, 1973.
3. ↑ ^{1 2} Инерционные двигатели для автомобилей. Москва, «Транспорт», 1974.
4. ↑ ^{1 2} Гибриды подкрались к пешеходам
5. ↑ Гибридный электромобиль с возможностью подключения к электросети — машина будущего?. AutoRelease.ru. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
6. ↑ Алексей Грамматчиков,На электрической тяге.//«Эксперт Авто» № 6 (107)/14 сентября 2009
7. ↑ Тролза 5250 «ЭКОбус» на сайте ЗАО «Тролза»
8. ↑ Dongfeng Motor Company Uses MathWorks Tools for Model-Based Design of Battery Management System for Hybrid Bus 6 October 2009
9. ↑ Volvo Beginning Series Production of Hybrid Buses
10. ↑ Hyundai introduces Korea’s first CNG hybrid bus 2 February 2011
11. ↑ Daimler Buses North America Crests 3,000 Hybrid Bus Sales Mark
12. ↑ Радикальное повышение эффективности силовой установки гибридного автомобиля. Статьи. Наука и техника
13. ↑ патент РФ № 2311575, 08.07.2003, Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор), автор — Н. В. Гулиа
14. ↑ РФ № 2357876, 10.06.09, Гибридный силовой агрегат транспортного средства, автор — Н. В. Гулиа
15. ↑ Официальный сайт ЯРОВИТ Моторс

biograf.academic.ru

Сколько существует видов гибридных автомобилей?

Чем отличаются разные виды гибридных автомобилей?

В последнее время появилось огромное множество видов гибридных автомобилей. Они различаются разными формами и размерами. Несмотря на единую структуру, гибридные автомобили могут в корне отличаться от других типов гибридных автомобилей. Поэтому, если вы видите перед собой две машины с одинаковыми шильдиками «Hybrid» на задней части машины, знайте, что с большой долей вероятности вы смотрите на абсолютно разные автомобили.

 

Цель данной статьи- простая, конкретизировать какие бывают гибридные автомобили, технологии, какие кардинальные различия существуют между ними и почему порой нельзя сравнивать такие автомобили между собой. Также как нельзя сопоставлять непритязательный Chevrolet Volt и впечатляющую Ferrari LaFerrari, не взирая на то, что перед нами вроде бы технологически одинаковые машины.

 

По традиции, прежде чем начать перечислять различные виды технологий, применяемых на этих автомобилях, начнем свой рассказ с краткой истории их развития. Вы наверняка удивитесь, когда узнаете, что первый в мире гибридный автомобиль был создан в 1900 году и свою гениальную руку к нему приложил никто иной как Фердинанд Порше.

 

Честь стать первым в мире гибридным автомобилем выпала Lohner-Porsche Mixte Hybrid. Детище Lohner-Werke и Фердинанда Порше было впервые показано на Всемирной автовыставке в Париже в самом начале XX века году. Поэтому можно со всей серьезностью утверждать, идея гибрида не нова, ей более ста лет.

 

Это интересно: Электрические автомобили были популярными 100 лет назад. История повторяется

 

Lohner-Porsche был бензиново электрическим автомобилем, использовавшим двигатель внутреннего сгорания в качестве генератора и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи питавшие электродвигатели, установленные непосредственно на ступицах автомобиля. Это была первая гибридная версия автомобиля произведшая мировой фурор!

 

Прошло 60 лет и еще один легковой автомобиль внес свой весомый вклад в будущее развитие гибридных автомобилей, AMC Amitron. Он стал первым американским автомобилем, который начал использовать систему рекуперативного торможения, жизненно важную технологию в области гибридных транспортных средств, начиная от микрогибридов и заканчивая полноценными гибридными машинами.

 

Но основное развитие современной гибридной истории автомобилей начинается в 1990-е годы, в эпоху, что дала человечеству овечку Долли, поп-музыку и падение железного занавеса.

 

И так, рассмотрев основы, давайте узнаем, сколько всего существует типов гибридных транспортных средств. Здесь сделаем небольшую ремарку, на самом деле неизвестно точного количества гибридных систем, поскольку каждый автопроизводитель создает собственные, отличающиеся от других схемы гибридов. Но если подразделить основные типы, мы насчитаем пять шесть категорий гибридов, а именно:

 

Параллельный гибрид

Параллельная гибридная система оказалась в центре внимания благодаря разработкам Хонда, с приходом первого поколения Insight. Эта японская модель во времена дебюта была сродни НЛО по внешнему виду, ее дизайн излучал новаторство и даже флюиды авантюризма. В автомобиле было всего два места, а расход топлива суперавтомобиля составлял невероятные 3.9 л/100 км, что на деле показывало- автомобиль был, не только красив собой, но и необычен внутренне.

 

Что было необычным в этой машине? Внутренностями экологичного зверя Honda Integrated Motor Assist стали параллельные гибридные системы. В первом поколении Honda Insight, дополнительная система еще не могла вырабатывать достаточное количество электроэнергии для автомобиля в одиночку. Расчёт был несколько в другом, добавить полезного помощника стандартному ДВС мотору.

 

На пальцах схема строения силовой установки автомобиля такова, что электрический двигатель напрямую соединен с трансмиссией (к примеру, расположен на коленчатом валу), с помощью чего обеспечивается дополнительная мощность при разгоне и подзарядка аккумулятора при торможении.

 

Первое поколение Insight не было способно использовать только электрическую энергию, также, как Honda CR-Z не смогла этого сделать в 2010 году. В связи с этим, первопроходца невозможно назвать «полноценным гибридом», к примеру, как i8 BMW.

 

Тем не менее идея прижилась, появились другие варианты параллельных гибридных транспортных средств, включающих в себя гибридные Honda Accord и Volvo XC90 T8 Twin Engine. Эти вариации живы до сих пор, и вполне неплохо себя чувствуют и процветают. Volvo, например, использует электродвигатель для привода задних колес, что позволяет разгрузить ДВС при работе полного привода, качественно повышая мощность.

 

Что касается преимуществ параллельных гибридных транспортных средств, у них наблюдаются меньшие потери при передаче энергии на пути от двигателя к колесам, что очень важно при уменьшении расхода топлива.

 

Суть параллельных гибридов в том, что они больше полагаются на двигатель внутреннего сгорания, чем на электромоторы.

 

Последовательно-параллельная схема гибридного автомобиля

Если в гибридной схеме для вас самое важное экономия топлива, то последовательно- параллельная гибридная система то, что доктор прописал. Отличается гибкими возможностями использования, поскольку в этой установке на равных используются два источника привода: электродвигатель и стандартный двигатель внутреннего сгорания.

 

Разница между данной системой и параллельным гибридом является то, что последовательно-параллельная гибридная схема использует планетарные передачи, тем самым разделяя мощность между двигателем внутреннего сгорания и электромотором. В зависимости от автомобиля, разделение мощности может происходить в пропорции 100 процентов для ДВС и 100 процентов для электродвигателя. Гибкость работы также возможна благодаря любым мыслимым процентным соотношениям между ними. Наибольшее применение последовательно-параллельной гибридной системы Toyota Hybrid Synergy Drive (Гибридного синергетического привода), было отмечено на небезызвестном Toyota Prius.

 

Как следует из названия, последовательно-параллельная гибридная установка объединяет преимущества и недостатки параллельных и последовательных гибридов. Тем не менее, она значительно более эффективна, чем параллельная или последовательная гибридная схемы. Кроме чрезвычайно популярной Toyota Prius, последовательно-параллельные схемы используются в Hybrid Ford Fusion и моделях Lexus CT 200h, LS Hybrid, RX Hybrid, а также кроссовере NX Hybrid.

 

Классическая гибридная схема, последовательная

Помните первый гибридный автомобиль, Lohner-Porsche, о котором мы упоминали в начале повествования? Покажется невероятным, но именно Lohner-Porsche стал далеким предком- прародителем BMW i3 REx, Chevrolet Volt и даже гоночного гиперкара Fisker Karma.

 

Для простоты понимания объясним, последовательная гибридная схема представляет собой электрокар расширенного диапазона. Википедия относит к гибридам этой категории автомобили EREV (электрические транспортные средства расширенного диапазона), REEV (электромобили с увеличенным запасом хода) и BEV (автомобили на электроаккумуляторах). Вне зависимости от того, к какому типу относится автомобиль, большим преимуществом последовательного гибрида- является его простота, так как машина передвигается за счет электромотора/ов, а не при помощи ДВС.

 

У двигателя внутреннего сгорания одна роль, она заключается в производстве электроэнергии, по сути, мотор- это генератор. Знаете об этом или нет, но большинство дизельных локомотивов во всех странах- это и есть последовательные гибриды, в которых огромных размеров дизельные двигатели приводят в движение генераторы постоянного или переменного тока.

 

Основной минус последовательных схем состоит в том, что они более дорогие в производстве, чем параллельные гибриды или даже полностью электрические транспортные средства. Например, разница в стоимости между i3 EV BMW и i3 BMW составляет $3.850.

 

Плагин гибридная вариация

Имя говорит само за себя, Plug-in hybrid, автомобиль способный подзаряжаться от электросети. Для него превалирующим становится использование розетки, а не подзарядка от бензинового или дизельного мотора.

 

Автомобили PHEV достаточно разнообразны, начиная от Toyota Prius Prime до Ford Fusion Energi и заканчивая минивэном Chrysler Pacifica Plug-In Hybrid.

 

Этот вид «гибридизации» автомобиля подразумевает наличие больших батарей, чем в обычных гибридах. Наглядный пример: в гибридный Hyundai Ioniq устанавливаются 1.56 кВт⋅ч литий-ионные полимерные аккумуляторы. Плагин-гибридный вариант Hyundai Ioniq, с другой стороны, поставляется с 8,9 кВт⋅ч литий-ионным пакетом полимерных батарей.

 

Отсюда можно сделать нижеследующий вывод, главным недостатком вариации PHEV по сравнению с гибридами других систем- дополнительный вес большой батареи. Тем не менее, самый простой способ обойти  наибольшой недостаток гибрида, ездить в электрическом режиме на короткие расстояния. Поступив таким образом, одному из владельцев Volt удалось проехать 1.000 миль (1.600 км) затратив всего 22 литра топлива, так как он главным образом ездил на своем гибридном авто на расстояние в 16 км на и с работы. Если правильно применить смекалку, выгоду можно извлечь везде.

 

Mild Hybrid «Мягкий» гибрид

Mild Hybrid или «Мягкий» тип гибридов также ставится на гибридные автомобили. Вы будете крайне удивлены и даже шокированы, но такие совершенно не экологичные автомобили как Ferrari LaFerrari и Chevrolet Silverado (версия Hybrid eAssist) имеют одну общую черту с небольшим городским хэтчбеком Suzuki Baleno SHV, все эти автомобили применяют для привода схему «Mild Hybrid». В общем и целом, «мягкий» гибрид похож по техническим характеристикам на параллельный гибрид, но функции его ограничены.

 

Другими словами, мягкий гибрид использует электродвигатель, чтобы обеспечить небольшой процент помощи двигателю. Существенным отличием этого вида гибридов становится то, что они не способны предоставить автомобилю полностью электрический ход.

 

И это, дорогой читатель, главная причина по которой эта установка называется «мягким» гибридом, то есть не полноценным. Так называемая система Kinetic Energy Recovery (или KERS), она же система рекуперации кинетической энергии, применяемая в Формуле-1, также работает с этим типом гибридных автомобилей.

 

Согласно схемы, в гиперкаре LaFerrari, с атмосферным двигателем V12, помимо супермощного бензинового мотора, динамику поддерживает небольшой электрический двигатель. То же самое происходит в Silverado и Suzuki Baleno.

 

Микрогибридная установка

И наконец, микрогибридная установка, изобретенная где-то в глубине отдела маркетинга автомобильных компаний. Кто-то признает в этой системе отдельную ветвь. Кто-то говорит, что ее не существует. Тем не менее шестая версия гибрида продолжает развиваться и становится все лучше из года в год.

 

Микрогибридные системы Mazda i-Eloop входят в набор систем Mazda6, Ford Auto Start-Stop (устанавливается в 2017 Ford F-150 с 3,5-литровым EcoBoost V6) и Kia Idle Stop&Go. В более широком смысле, микрогибридный автомобиль, та машина, которая использует какую-либо старт-стоп систему.

 

Другой аспект, который отделяет микрогибриды от истинных гибридов является то, что эти транспортные средства используют только ископаемое топливо для двигателей, никакой электроэнергии для передвижения.

 

Всего существует три типа микро-гибридов.

 

Тип 1 относится к транспортным средствам, оснащенным системой старт-стоп.

Во второй тип помимо системы старт-стоп входит функция рекуперативного торможения.

Что же касается 3 типа, то у микрогибрида должна присутствовать система старт-стоп, система рекуперативного торможения, свинцово-кислотные аккумуляторы, сделанные по технологии AGM и блок стартер/генератора. Последний заменяет генератор и стартер, а AGM батарея в свою очередь поддерживает высокий электрический ток.

www.1gai.ru

Устройство гибридного автомобиля

Прототип автомобиля с гибридным двигателем появился еще в конце 19 столетия. Сегодня он представляет собой транспортное средство, способное при небольшой скорости не использовать топливо, а осуществлять движение за счет электрической энергии.

Гибридный двигатель – это система, состоящая из электрического и топливного двигателей. При этом, в период работы каждый может быть задействован как по отдельности, так и оба в независимых циклах.

Устройство и принцип работы

Самый распространенный режим работы гибридного двигателя заключается в том, что при движении авто на небольшой скорости, например, в черте города, используется его электрический блок.  При движении машины по трассе – в работу включается двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В случае большой нагрузки, например, при резких подъемах в гору, в работу включаются оба двигателя.

Безусловно, к плюсам такого устройства можно отнести то, что при использовании электрического двигателя, значительно сокращается расход топлива, так как он работает от постоянно восполняемой энергии аккумулятора.

Возможность, хотя бы отчасти, снизить количество выбрасываемых вредных веществ в воздух – еще один плюс гибридной системы автомобиля.

Гибриды характеризуются малой мощностью, которую помогает компенсировать ДВС.

Двигатели в гибридах могут быть как бензиновые, так и дизельные. Более того, производители газобаллонного оборудования (ГБО) разработали системы способные работать на этих автомобилях.

Пример конструкции гибрида

Устройство гибрида включает в себя:

— Двигатель внутреннего сгорания. Его устройство и размеры сконструированы таким образом, что позволяет снизить вес, вредные выбросы и расход топлива.

— Электродвигатель разработан с учетом особенностей гибрида. Его сделали не только сгенерировано работающим с топливным блоком, но и уделили особое внимание показателям мощности. Параллельно он вырабатывает энергию для подзарядки АКБ автомобиля. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться отдельно от неё, в некоторых моделях используются сразу оба варианта.

— Трансмиссия. Работа трансмиссии гибрида фактически совпадает с ее устройством на обычных автомобилях. Но, в зависимости от вида гибридного двигателя, они могут отличаться. Коробки передач в них бывают, как гибридные с интегрированным электродвигателем, так и обычные механического и автоматического исполнения. Например, трансмиссия автомобиля Toyota устроена с разветвлением потоков мощности. Двигатель такого типа работает в режиме плавных нагрузок, что помогает значительно экономить расход топлива.

— Топливный бак. Необходим для питания топливом ДВС. Для наглядности того, что топливная система имеет ряд преимуществ, хотелось бы привести один факт в пользу этого: энергия, получаемая при сгорании 1 литра бензина сопоставима с энергией, вырабатываемой аккумулятором весом около 450 кг.

— Аккумулятор. Его главная функция – выработка достаточного уровня энергии для работы электродвигателя. В авто используется две батареи, высоковольтная и обычная на 12 (В) для питания бортовой сети. Изначально до запуска всех систем питание идет только от стандартного аккумулятора, так как для работы высоковольтной батареи и инвертора необходимо постоянное охлаждение.

-Инвертер преобразует постоянный ток высоковольтной батареи в переменный трехфазный для электродвигателя и наоборот. Также регулирует распределение энергии и управляет электродвигателем.

— Генератор. Его принцип работы такой же как у электродвигателя, но направлен на вырабатывание электрической энергии.

3 типа гибридных агрегатов

Как было уже отмечено ранее, гибридная система автомобиля представляет собой комбинирование моторов, своего рода, две разных скрещенных технологии. Технику гибридного привода характеризуют в двух направлениях – это двухтопливный или бивалентный и гибридный силовой агрегат.

Данное разделение на две комбинации силовых агрегатов определено для их классификации по разному принципу работы.

Устройство гибридного силового агрегата включает в себя двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор. Таким образом, электродвигатель это и генератор энергии, и тяговый электродвигатель, и стартер для пуска ДВС.

Существует три типа гибридного силового агрегата. Главным критерием для классификации служит исполнение основной конструкции. Следовательно, выделяют: микрогибридный силовой агрегат, среднегибридный силовой агрегат и полногибридный силовой агрегат.

Микрогибридный силовой агрегат

Концептуальная особенность данного типа привода заключается в его электрической части, которая необходима только для выполнения функции «старт-стоп». При этом, часть выработанной кинетической энергии повторно используется как электроэнергия (процесс рекуперации).

Привод исключительно за счет работы электрической тяги не возможен. Рабочие характеристики 12-вольтного аккумулятора гибрида с наполнителем из стекловолокна приспособлены к частым пускам двигателя. Также для накопления энергии от рекуперации может использоваться накопитель в виде электрохимического конденсатора.

Микрогибрид от компании Mazda

Среднегибридный силовой агрегат

Электрический привод помогает работе двигателя внутреннего сгорания. При этом, движение гибрида лишь за счет электротяги не осуществляется. У данного типа гибридного мотора электрическая энергия регенерируется при торможении, а затем накапливается в высоковольтной аккумуляторной батарее.

Устройство высоковольтной АКБ гибрида и всех его электрических частей отвечает необходимому уровню напряжения, что позволяет вырабатывать достаточно высокую мощность. В итоге, благодаря поддержке ДВС электродвигателем, его работа характеризуется максимальной эффективностью.

Полногибридный силовой агрегат

Работа двух моторов: электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, в данном типе комбинируется между собой. Полногибридный тип позволяет машине двигаться только за счет электрической тяги и достаточно большое расстояние. При определенных условиях силовой агрегат функционирует как среднегибридный.

В этих автомобилях устанавливаются достаточно мощный электродвигатель и высоковольтные АКБ большего объема, что и позволяет им выдавать такие характеристики. Основой подзарядки батареи выступает также процесс рекуперации энергии.

Функция «старт-стоп» реализована для двигателя внутреннего сгорания, который запускается только при необходимости. А разъединение ДВС с электродвигателем осуществляется за счет установленного сцепления между ними, поэтому они могут функционировать независимо друг от друга.

Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

Автомобили-гибриды сконструированы по трем схемам взаимодействия двигателей. Рассмотрим каждую из них.

Последовательная схема взаимодействия

Данный принцип устройства представляет собой самый простой вариант автомобильного двигателя-гибрида. Его схема работы такая: крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания идет к генератору. Затем генератор вырабатывает необходимое для работы электричество и передает его в аккумулятор. Дополнительно подзаряд аккумулятора осуществляется и путем процесса рекуперации кинетической энергии. В этой схеме движение автомобиля осуществляется лишь за счет электрической тяги.

Данная схема характеризуется последовательным преобразованием энергии, т.е. энергия, поступающая от сгораемого топлива в двигателе внутреннего сгорания, превращается в механическую, далее трансформируется в электрическую за счет генератора, и затем вновь преобразуется в механическую энергию.

Положительные стороны последовательной схемы:

1. Работа двигателя внутреннего сгорания осуществляется на неизменных оборотах.
2. Не возникает необходимости в двигателе с большой мощностью и потреблением топлива.
3. Коробка передач, как и сцепление здесь не нужны.
4. Электрическая энергия высоковольтной АКБ гибрида позволяет двигаться автомобилю с заглушенным ДВС.

Отрицательные стороны последовательной схемы:

1. На этапах преобразования энергии происходит ее потеря.
2. Габариты и стоимость АКБ достаточно высокие.

Самый яркий представитель гибридного автомобиля с последовательной схемой взаимодействия Chevrolet Volt

Если говорить о самом подходящем варианте движения автомобиля с последовательной схемой взаимодействия, то это городской трафик с частыми остановками, когда постоянно в работу включается система рекуперации энергии.

Параллельная схема взаимодействия

Такое название эта схема получила потому что, двигатели авто работают постоянно вместе. Принцип работы данного типа взаимодействия двух модулей происходит за счет электроники авто, электродвигателя и ДВС. Оба двигателя соединены с коробкой передач по средствам планетарной передачи.

Чисто на электрической энергии такие гибриды способны ехать не продолжительное время, при этом ДВС отключается от трансмиссии сцеплением.

Блок управления распределяет крутящий момент от обоих двигателей в зависимости от режима движения автомобиля. Двигателю внутреннего сгорания отведена более важная роль, а электродвигатель запускается при необходимости дополнительной тяги, например, когда авто резко ускоряется. При торможении или плавном движении электромотор работает как генератор электроэнергии.

Электромотор внедрен в коробку передач BMW 530E iPerformance

Существуют модификации с электродвигателем отдельно от ДВС, они представляют собой сложную систему, но в тоже время эффективную. Этот модуль состоит из двух электромоторов, тягового соединенного через планетарную передачу со вторым, который служит генератором и стартером.

В такой схеме ДВС не связан напрямую с колесами, что позволяет постоянно передавать часть момента генератору и подзаряжать батарею.

Силовая установка параллельного гибрида с независимыми электромоторами

Положительные стороны параллельной схемы:

Так как основная работа отведена ДВС, то не возникает необходимости в установке мощной высоковольтной батареи. Двигатель внутреннего сгорания напрямую связан с ведущими колесами, поэтому потери энергии значительно меньше.

Отрицательные стороны параллельной схемы:

Самый главный минус данной схемы – это больший расход топлива в сравнении с другими схемами взаимодействия двигателей. Получается, что сэкономить на городском трафике не получится, наиболее удачным вариантом будет движение по трассе.

Последовательно-параллельная схема взаимодействия

Уже само название этой схемы указывает на то, что данный тип – это вариант совмещения двух ранее рассмотренных схем: последовательной и параллельной. Движение автомобиля на низкой скорости и его старт с места осуществляется только за счет силы электрической части.  ДВС поддерживает работу генератора авто, как при последовательной схеме взаимодействия. Передача крутящего момента от ДВС на колеса происходит при движении на большой скорости.

При высоких нагрузках, требующих повышенной мощности, генератор автомобиля может не выдать нужное количество энергии, и в таком случае электродвигатель питается дополнительно от аккумулятора, как при параллельной схеме взаимодействия.

В данной схеме предусмотрен дополнительный генератор, он подзаряжает АКБ. Электродвигатель необходим только для привода ведущих колес и для обеспечения рекуперативного торможения.

Часть крутящего момента, переходящая от двигателя внутреннего сгорания, уходит на ведущие колеса, а некоторая его часть – для работы генератора, который в свою очередь питает электродвигатель и заряжает АКБ.

За направление крутящего момента на колеса, генератор или электродвигатель и его соотношении отвечает планетарный механизм – распределитель мощности. Регулировкой подачи мощности из генератора и батареи занимается электронный блок управления автомобиля.

Также эта технология применяется и на гибридных полноприводных авто. На передней оси установлен ДВС с электродвигателем по параллельной схеме, а на задней только электродвигатель имеющий связь с ДВС по последовательной схеме.

Полноприводный гибрид от компании Mitsubishi

Положительные стороны последовательно-параллельной схемы:

Не сложно догадаться, что неоспоримым плюсом данной схемы гибрида является его большая экономичность топлива в сочетании с хорошими мощностными характеристиками. Ценители природы оценят ее экологичность.

Отрицательные стороны последовательно-параллельной схемы:

Среди отрицательного – это более сложная конструкция по сравнению с предыдущими схемами, и как следствие, большая цена. Поскольку необходим дополнительный генератор, емкая АКБ и сложная электронная схема управления.

Заключение

Мы рассмотрели все типы гибридов и схемы их взаимодействия, но в целом существует множество видов, которые сложно отнести к одной из них, поскольку с течением времени технологии все больше смешиваются и дорабатываются.

На одних используют гидромуфты с редуктором вместо планетарной передачи, на других экспериментируют с задним расположением ДВС или вообще разносят по двум осям ДВС и электродвигатель. Конструкторы не останавливаются на достигнутом и все больше развивают это направление.

autoleek.ru

Подержанные гибридные автомобили

Уроки экономии

СОЗДАНИЕ гибридных моделей, силовой агрегат которых состоит из работающих в единой связке двигателя внутреннего сгорания и электромотора (о том, как действует такая схема, “Клаксон” писал неоднократно), было вызвано желанием разработчиков повысить коэффициент полезного действия автомобиля или, говоря попросту, – улучшить его экономичность. В наше время, когда мир стоит на пороге энергетического кризиса, а нефть дорожает с каждым днем, экономия топлива становится все актуальнее.

Коэффициент полезного действия (КПД) паровозов XIX века – их любят приводить в качестве примера неэффективного использования топливных ресурсов – составлял примерно 10%. На более поздних моделях середины прошлого века он достигал 18-20%. Для сравнения: КПД традиционного бензинового двигателя внутреннего сгорания даже теоретически не превышает 30%. У современного автомобиля (с учетом трансмиссионных и прочих потерь) коэффициент обычно находится в пределах 15-20%. Таким образом, среди автомобилей особого прогресса по сравнению с древними паровозами не наблюдается.. У “гибридов”, по определению, КПД всегда превышает 30%. Поэтому и потребляют такие модели обычно 3-4 л/100 км. А максимум при энергичной езде по городу составляет порядка 8 л/100 км.

Есть из чего выбрать

 

В СВЕЖЕМ официальном каталоге-2006, где представлены автомобили американского рынка, впервые появился отдельный раздел “Гибриды” (Hybrid section). В нем – 10 общедоступных серийных машин. А для Японии одна только “Toyota” производит пять гибридных моделей. В нашей стране такого разнообразия пока нет. Новым можно купить только гибридный “Lexus RX400h”, а предложение подержанных автомобилей (на европейской части России) ограничивается одной только “Toyota Prius”. Отдельные экземпляры американской “Honda Insight” и экзотических для нас праворульных моделей с Дальнего Востока (например, “Toyota Kluger”, “Alphard” или “Estima”) – не в счет. В продаже их относительно мало, и “погоды” на рынке они не делают. Поэтому потенциальным покупателям “гибридов” придется выбирать из “Приусов”. А выбирать есть из чего. В данный момент выпускается уже третье поколение этой модели в так называемом 20-м кузове (его обозначение в Японии и в Европе – NHW20, а в Америке – KB20U). Однако новый “Prius” на вторичном рынке пока еще большая редкость (в объявлениях мы нашли только одну машину) – с момента начала официальных продаж этой модели в Европе только нынешней весной исполняется три года.

 

Соответственно большинство предложений приходится на автомобили в 10-м (NHW10) и 11-м (NHW11) кузовах. На рынке их примерно поровну. Первые “Приусы” производились с 1997 по 2000 год и продавались только в Японии. Поэтому все подержанные машины этого поколения – праворульные. В 2001 году на смену им пришли более мощные и современные автомобили в 11-м кузове, которые выпускались как с правым, так и с “нормальным” левым рулем. Ведь помимо Японии они продавались в Европе и в США. Американские версии в своем VIN-номере имели обозначение BK12U, поэтому иногда их называют машинами в 12-м кузове. Но в принципе это неверно. Конструктивно заокеанские модификации ничем, кроме светотехники, не отличаются от европейских. Производство автомобилей второго поколения было прекращено в 2003 году.

Внешне модели первого и второго поколений очень похожи, чтобы их различить, надо хорошо присмотреться. Самым заметным отличительным признаком являются черные резиновые накладки на бамперах. На “Toyota Prius” более позднего, 11-го, семейства их не было. Разница есть в интерьере: расположенный в центре передней панели дисплей на ранних “Приусах” оборудовался рядом клавиш управления (в нижней части), а после обновления модели экран стал не только лучше по качеству изображения, но и сенсорным (чувствительным к касаниям), поэтому дополнительные кнопки пропали за ненадобностью.

На самом деле сходство машин первых двух поколений обманчиво. Оно в основном внешнее. За исключением деталей подвески, кузовных панелей и интерьера эти модели имеют между собой мало общего. Даже гибридная силовая установка у них разная! А вот новый “Prius” третьего по счету поколения (который выпускается и сегодня) внешне мало похож на своего предшественника, хотя внутренняя техническая начинка моделей в 11-м и современном 20-м кузовах практически идентична. Таким образом, реальная смена поколений произошла раньше, чем автомобили изменились внешне.

Поберегите подвеску

ОПАСЕНИЯ о ненадежности и проблемах с ремонтом технически сложного и малоизвестного механикам гибридного “Приуса”, как оказалось, по большей части беспочвенны. По словам людей, не первый год эксплуатирующих такие машины, “Prius” (как и положено японскому автомобилю) практически не ломается. Единственное его слабое место – это подвеска, включая рулевое управление с электромеханическим усилителем. Их детали довольно болезненно вопринимают езду по плохим дорогам и поэтому требуют к себе повышенного внимания. “Toyota Prius” – автомобиль исключительно городской, изначально он рассчитан на езду по хорошему асфальту.

Тем не менее ремонт подвески отнюдь не разорителен. В продаже есть довольно много “неоригинальных” запчастей вполне приличного качества. И стоят они ничуть не дороже аналогичных деталей для других японских моделей с традиционными бензиновыми двигателями. В самом худшем случае придется заказывать детали из Владивостока и ждать в течение недели, пока их доставят. На практике такие случаи крайне редки. Почти все ходовые запчасти есть в продаже и на европейской части России.

Несколько сложнее решается проблема, связанная с ремонтом рулевой рейки. В изношенном механизме рулевой вал начинает смещаться вдоль своей оси, вызывая заметные биения и вибрации. Из-за этого со временем (и, к сожалению, довольно быстро) выходит из строя датчик положения руля и сам усилитель автоматически отключается. Ездить в принципе можно, но неудобно. Официально электрическая рулевая рейка считается неразборным устройством, которое не ремонтируется. В случае проблем с рейкой производитель предписывает только ее замену. На самом деле опытные мастера в нашей стране без особых проблем разбирают этот узел и меняют разбитые шайбы-вкладыши. После такого ремонта рейка – как новая. По крайней мере, ее ресурс сопоставим с ресурсом только что купленной детали. Больше фамильных “заболеваний”, вызванных недостатками конструкции или просчетами разработчиков, у “Приусов”, как показало время, нет. Все остальные дефекты, которые проявляются на подержанных машинах, вызваны в первую очередь неправильной эксплуатацией и несвоевременным обслуживанием.

Как не “убить” батарею

 

САМА по себе гибридная силовая установка достаточно надежна. Ее электрическая часть вообще необслуживаемая. Она рассчитана на весь срок эксплуатации автомобиля. Сколько это в годах и километрах, пока не знает никто. На одометрах экземпляров, завозимых в Россию, может быть и 30.000, и 50.000, и 80.000 км пробега. Но чаще всего это неправда. Детальное исследование на специализированном сервисе показывает, что практически все автомобили прошли 100.000, 120.000, а то и 150.000 км. Ничего удивительного: сверхэкономичные “Приусы” изначально покупают те, кто много ездит. А излишне оптимистичные показания одометра оставим на совести продавцов и перекупщиков.

 

Даже при солидных пробегах проблем ни с электроникой, ни с электрикой, как правило, нет. Обслуживать ее не надо, никаких специфических “расходников” для нее не предусмотрено. За своим “здоровьем” система следит самостоятельно и всегда старается работать в оптимальном с точки зрения надежности режиме. Главное ей в этом не мешать.

Страшные истории, передаваемые из уст в уста, о “капризной и дорогущей” батарее – вымысел. Главный силовой аккумулятор “Приуса” (есть еще и вспомогательный, который реально отвечает только за работу габаритных огней и магнитолы на стоянке) очень надежен. Компания “Panasonic” – разработчик и производитель этого узла – дает на него восьмилетнюю гарантию. Жаль только, что в России она не действует. Техническая документация на батарею большей частью засекречена, но даже в ее открытой общедоступной части можно найти такой параметр: аккумулятор рассчитан на 5 млн (!) циклов разрядов и зарядов. Это очень много, явно больше 8 лет эксплуатации. Видимо, гарантийные обязательства на всякий случай даются с солидным запасом.

Как было уже сказано, система сама следит за состоянием батареи, подзаряжая ее по мере надобности. Зарядка автоматически происходит при каждом торможении, а в случае необходимости дополнительно заводится бензиновый мотор, который тоже вырабатывает электрический ток. Поэтому на “гибриде” ни в коем случае нельзя ездить без бензина. Инструкция по эксплуатации строго-настрого запрещает делать это. “Toyota Prius” – не электромобиль! Кончилось горючее в баке – машину к обочине и пешком с канистрой на заправку. В принципе только на одной батарее (без помощи двигателя внутреннего сгорания) автомобиль может проехать около 20 км. Но главный аккумулятор при этом разрядится настолько сильно, что система не сможет самостоятельно его зарядить. В этом случае автомобиль просто не заведется.

Если по каким-либо причинам такая неприятность случилась (например, автомобиль очень долгое время стоял без движения), то батарею надо снимать и заряжать отдельно. Сделать это в домашних условиях невозможно, бытовое зарядное устройство не подойдет. Придется обращаться к специалистам, у которых есть все необходимое для этой операции оборудование. Если реанимировать аккумулятор в течение недели после полной разрядки, то его электрическая емкость скорее всего не пострадает. В противном случае она резко уменьшится, вплоть до нуля.

Сколько стоит абсолютно новая батарея, нам узнать не удалось. Купить ее в Москве невозможно. Но в продаже есть аккумуляторы, которые прошли “курс реабилитации” в заводских условиях, в соответствующем подразделении компании “Panasonic”. Их привозят из Японии, где действует специальная программа замены неисправных батарей на восстановленные. Стоимость такого аккумулятора во Владивостоке обычно не превышает $1.500, а у нас их продают примерно за $1.600-1.700. Сумма достаточно большая, но не запредельная. При грамотной эксплуатации автомобиля с необходимостью замены батареи сталкиваются только некоторые владельцы самых первых”Приусов”, выпущенных еще в 1997 году.

Купить новый силовой аккумулятор в России нельзя, однако можно через Владивосток заказать восстановленный на заводе.

Одним бензином не обойтись

САМЫЕ распространенные проблемы бывают связаны с тем, что многие владельцы.. забывают, что у “Toyota Prius” помимо электромотора есть бензиновый двигатель, который надо обслуживать. Повторим еще раз: “Prius” – это “гибрид”, а не электромобиль! Поэтому, как и на любой другой машине, на “Приусе” надо проводить регулярное ТО, менять масло, свечи и фильтры. А по мере необходимости – чистить форсунки впрыска. Если этого не делать, то какое-то время электроника будет в меру своих сил и возможностей компенсировать (и тем самым скрывать) проблемы бензинового мотора, а потом, в один непрекрасный день, он просто не заведется.. Далее последует глубокий разряд батареи со всеми вытекающими из этого последствиями (смотри предыдущую главу).

Регулярное ТО двигателя внутреннего сгорания рекомендуется производить каждые 10.000 км пробега. Причем производитель предписывает использовать либо специальное фирменное моторное масло, либо масло с показателями вязкости не хуже 0W30 по SAE или в крайнем случае – 5W30. Также рекомендуется применять только специальные свечи (с иридиевыми электродами). Дело в том, что устанавливаемый на гибридных “Тойотах” бензиновый двигатель несколько отличается от обычных моторов.

Во-первых, приусовский двигатель работает не по общепринятому циклу Отто (как подавляющее большинство моторов внутреннего сгорания), а по так называемому циклу Аткинсона, который отличается измененными фазами газораспределения (иногда его еще называют двигателем “с циклом внутреннего охлаждения”). Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что использование такой схемы позволяет увеличить КПД мотора и уменьшить токсичность его выхлопа, но только за счет снижения крутящего момента на низких оборотах. Если такой двигатель установить на обычный автомобиль, то машина попросту не поедет. Грубо говоря – из-за нехватки момента она не сможет тронуться с места, но для работы в составе гибридной установки такие характеристики вполне приемлемы. Ведь стартуют “гибриды” на электротяге.

Во-вторых, мотор “Приуса” приспособлен для частых запусков и остановок (обычный двигатель в таком режиме долго бы не протянул). Эта конструктивная особенность вынуждает производителя предъявлять повышенные требования к компонентам системы зажигания и к форсункам впрыска. Двигатель просто обязан всегда заводиться “с пол-оборота” и моментально выходить на рабочий режим. Иначе он не сможет своевременно (в тот момент, когда требуется его помощь) подключиться к работе гибридной силовой установки.

Если закончился бензин – дальше ехать нельзя! Это “гибрид”, а не электромобиль.

Следите за черепахой

 

ПРИ ПОКУПКЕ подержанной “Toyota Prius” справедливы все те же рекомендации, как и при выборе любого другого автомобиля. Но есть и свои специфические особенности. Прогретый бензиновый двигатель при выключенной климатической установке должен автоматически глохнуть! Даже если зажигание включено, а машина неподвижна. Ведь трогается “Prius”, напомню, на электротяге. Обратите на это внимание! Когда мотор работает постоянно – система неисправна, причем скорее всего серьезно. Дальнейшую диагностику можно и не проводить. От такой покупки лучше отказаться.

 

Обязательно надо обратить внимание и на блок контрольных ламп, который находится в центре передней панели. На заведенной машине не должно гореть никаких желтых или красных предупреждающих индикаторов. Пиктограмма с восклицательным знаком, заключенным внутри треугольника, свидетельствует о том, что при самодиагностике система обнаружила какую-то неисправность и код ее ошибки был записан в память бортового компьютера. Считать его оттуда можно специальным сканером, который всегда имеется на хорошем “сером” сервисе. На “Приусах” второго и третьего поколений (соответственно с 11-м и 20-м кузовами) с этим не возникает никаких проблем. На более старых экземплярах с 10-м кузовом универсальный сканер “понимает” не все типы ошибок.

Кстати, со временем, если неисправность некритична, то лампочка с восклицательным знаком погаснет. Но код останется в памяти, и до устранения дефекта “сбросить” его будет невозможно. Поэтому при покупке подержанного автомобиля будет не лишним заехать в сервис и считать сканером все ошибки, накопившиеся в памяти.

Помимо индикатора неисправностей на “Toyota Prius” есть еще лампочка с изображением маленькой черепашки. Она загорается, если гибридная силовая установка по каким-либо причинам не может работать в полную мощность. Бояться появления на приборной панели этого символа не стоит. О поломке в системе он может свидетельствовать только косвенным образом. Временная потеря мощности вполне может быть вызвана, например, чрезмерным морозом, сильным (но легко восполнимым) разрядом батареи и т.д. Если с автомобилем все в порядке – мотор прогреется, аккумуляторы подзарядятся, параметры системы придут в норму и лампочка погаснет. Даже кода ошибки в памяти компьютера не останется.

Проверить что-либо еще самостоятельно не удастся. Конструктивно автомобиль очень сложен и продиагностировать его с помощью подручного инструмента невозможно. В “Toyota Prius” даже практически нет обычных электрических проводов (за исключением силовых). Все управление бортовыми системами происходит по высокоскоростной цифровой шине. По ней же общаются между собой и восемь (!) мощных бортовых компьютеров. Лезть в систему с обычным тестером, по крайней мере, глупо. Поэтому неподготовленному человеку без спецоборудования даже заглядывать под капот нет никакого смысла. В любом случае придется ехать на специализированный сервис.

Сколько стоят плоды прогресса

ПОДЕРЖАННАЯ “Toyota Prius” в России обойдется относительно недорого. Самые дешевые – праворульные автомобили первого поколения. Приличный по своему техническому состоянию “Prius” в 10-м кузове (1997-2000 годов выпуска) можно купить за $7.000-10.000. Более свежие экземпляры (особенно с “нормальным” рулем) будут стоить заметно дороже.

Цена на автомобили второго поколения (2000-2003 гг.) из Японии будет начинаться от $11.000. “Prius” с левым рулем из Америки обойдется на $2.000-2.500 дороже. Машин из Европы на рынке практически нет. По словам специалистов, по Москве ездят всего 2-3 европейских “Приуса”.

Модели, которые производятся и сегодня (в 20-м кузове), только-только появляются на вторичном рынке. И просят за них около $20.000. Примерно столько же, сколько они стоили в США новыми. Но скорее всего в ближайшее время цены упадут и новый “Prius” тоже станет доступным.

Эксплуатация “Приуса” обычно выходит не слишком накладной. Специфичных “расходников” не требуется, а фильтры, свечи и детали подвески стоят не больше, чем на обычные “Тойоты”. Дорогостоящие иридиевые свечи зажигания в принципе можно заменить и обычными. Мотор будет работать нормально, хотя сам производитель делать этого не советует. Кстати, интересная деталь: тормозные колодки на “Toyota Prius” обычно выхаживают не меньше 100.000-120.000 км. Дело в том, что они.. почти не используются. Тормозит ведь машина в основном.. электромотором (таким образом энергия движения рекуперируется обратно в электрическую). Штатные тормоза подключаются только при экстренном торможении и при окончательной остановке автомобиля.

Замена японских или американских фар (и те и другие не соответствуют принятым в нашей стране стандартам светораспределения) обойдется примерно в $150 за штуку. Специалисты рекомендуют не пожалеть на это денег. Комфорт при езде ночью стоит того.

Не слишком дорог и кузовной ремонт. Например, капот (если заказывать его из Владивостока) будет стоить не больше $100, передние крылья – $70-80 каждое. Почему-то достаточно дорогие двери – по $500-600 за штуку. Передний бампер – новый из Японии – тоже обойдется в $600. Но он поставляется сразу окрашенным в цвет автомобиля (не забывайте уточнять цвет при заказе). А неоригинал (который надо будет красить)

оценивается примерно вдвое дешевле.

Таким образом, при аккуратной и грамотной эксплуатации, учитывая необычайно низкий расход бензина, подержанная “Toyota Prius” действительно будет абсолютным рекордсменом по экономичности. Собственно говоря, ради этого она и была создана.

В целом расходы на содержание “Приуса” не больше, чем у обычной легковой “Тойоты”.

 

Краткая техническая характеристика “Toyota Prius” разных годов выпуска
Обозначение	NHW10	NHW11 (BK12U)	NHW20 (KB20U
Год выпуска	1997 – 2000	2000 – 2003	2003 – по наст. время
Рынки сбыта	Япония	Япония, Европа, США	Япония, Европа, США
Габаритные размеры	428х170х149 см	432х170х149 см	445х173х149 см
Снаряженная масса	1.240 кг	1.250 кг	1.300 кг
Бензиновый двигатель	4-цил., рядный, 1,5 л	4-цил., рядный, 1,5 л	4-цил., рядный, 1,5 л
Мощность	58 л.с. при 5.000 об/мин	72 л.с. при 4.500 об/мин	77 л.с. при 4.500 об/мин
Крутящий момент	102 Нм при 4.000 об/мин	115 Нм при 4.200 об/мин	115 Нм при 3.750 об/мин
Электромотор:
Мощность	41 л.с. при 940 об/мин	45 л.с. при 1.040 об/мин	68 л.с. при 1.200 об/мин
Крутящий момент	305 Нм	305 Нм	400 Нм
Максимальная скорость	нет данных	160 км/ч	170 км/ч
Разгон 0-100 км/ч	нет данных	13,4 с	10,9 с
Средний расход топлива	3,6 л/100 км	4,6 л/100 км	4,3 л/100 км

 

Автор

Иван ВЛАДИМИРОВ

Издание

Клаксон №6 2006 год

Фото

фото “Клаксона” и компании “Toyota”

www.motorpage.ru

Модели гибридных автомобилей: плюсы и минусы

Гибридные автомобили, по крайней мере лучшие их модели, в последнее время становятся все более популярными, несмотря на дороговизну. С недавнего времени машины с гибридными двигателями именитые автопроизводители стали выводить в массовое производство. За ними будущее, благодаря экологичности и экономичности.

Люди, всего за полторы сотни лет технического прогресса, загадили планету до невозможности. Сейчас специалисты всех производств, включая автопром, активно работают над тем, чтобы сохранить привычные блага цивилизации и минимизировать вред природе и человечеству.

Немного истории

Идея создания машин, которые могут работать сразу на нескольких видах топлива, не нова. Еще в самом начале автомобильного бума — в 1900 году был создана такая модель. Но развития это направление не получило. Первым гибридом стал Lohner Electric Chaise, представленный Фердинандом Порше.

В настоящее время популярными моделями кроссоверов с гибридными двигателями являются: Audi A6 Hybrid, BMW ActiveHybrid X6, Cadillac Escalade Hybrid, Lexus CT200h, Mercedes-Benz S400 Hybrid, Porsche Cayenne S Hybrid, Toyota Prius, Volkswagen Touareg Hybrid.

Как они работают

Гибридный автомобиль – это высокоэкономичное авто, которое использует для движения тягу, как двигателя внутреннего сгорания, так и электромоторов. Поэтому в последнее время большинство компаний по производству автомобилей ведет активные разработки в этом сегменте автопрома.

Первый гибридный автомобиль, выпускаемый серийно, представила в 1997 году японская компания Toyota моделью Prius. Toyota Prius — самый продаваемый гибридный автомобиль в мире.

Гибрид Toyota Prius 1997 года

Главной причиной, вызвавшей значительный рост производства гибридов, стал рыночный спрос. Вызван такой интерес высокими ценами на нефть и ужесточением требований к экологической характеристике автомобилей.

Неоспоримое преимущество гибрида – низкий, по сравнению с классическим авто, расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу. Эти качества делают его удобным городским автомобилем.

Существует три принципиальные схемы устройства силовой установки гибридов:

1. параллельная,
2. последовательная,
3. смешанная.

Давайте кратко рассмотрим их.

Параллельная

Мощный электромотор позволяет быстро разогнать автомобиль, затем включается двигатель внутреннего сгорания, во время работы которого, в аккумуляторной батарее через генератор запасается электрическая энергия. По этому принципу устроены, например, автомобили компании Toyota.

Схема гибридного автомобиля

Последовательная

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работает только на зарядку аккумуляторных батарей, а вращение колес производится от электромоторов. Здесь отсутствует необходимость в мощном ДВС и коробке переключения передач. Эта схема применяется в автомобилях компании Honda и городских маршрутных автобусах.

Смешанная

Двигатель крутит колеса одновременно с электромотором. В этот момент генератор заряжает аккумуляторную батарею. Взаимодействие ДВС и электромотора достигается посредством планетарной передачи. Эта схема используется в автомобилях компании Mersedes-Benz.

Посмотрите видео о том, как устроен гибридный автомобиль.

Плюсы кроссоверов с гибридными двигателями

Главным преимуществом гибридного автомобиля является его высокая топливная экономичность при сохранении отличных ходовых и скоростных характеристик.

Расход топлива автомобиля, оснащенного гибридной силовой установкой на 30-40% ниже авто с бензиновым и на 10-15% с дизельным двигателем.

Самое главное достоинство гибридов — высокая степень экологичности.

Этот параметр напрямую связан с более экономным сжиганием углеродного топлива (бензина, солярки), в результате чего вредные выбросы в атмосферу в значительной степени снижаются.

Еще одно достоинство гибрида, связанное с экономичностью – большая дальность пробега по сравнению с классическим автомобилем. Этим экономится топливо и время, проведенное на АЗС.

Налоговые льготы (в основном в европейских странах) для автовладельцев, приобретающих гибридные авто, напрямую связаны с их экологичностью. Они на порядок ниже, чем для владельцев автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Многообразие гибридных авто

Выпускаются и проектируются гибриды во всех классах автомобилей, начиная от обычных городских авто и заканчивая внедорожниками и спортивными моделями.

Разрабатывают гибридные автомобили и в России. Заметным явлением в этом направлении стал ё-мобиль компании «ё-Авто».

Гибрид компании Ё-АВТО

Концепт гибрида компании Ё-АВТО внешне ничем не отличается от классического авто. И имеет вполне приличную комплектацию, не уступающую бензиновым или дизельным аналогам. А также внушительный набор средств безопасности водителя и пассажиров.

Примечание

Проект оказался провальным и на улицах мы этих машин так и не видим. Увы.

Далеко в производстве гибридных авто продвинулись автоконцерны Японии. Здесь лидирующие позиции в этом направлении автомобилестроения занимают фирмы Toyota и Honda.

Глобальный гибридный автомобиль Honda Insight 2010 года дебютировал на Международном автосалоне в 2009 году. Используя новейшую гибридную технологию Honda Motor Integrated ™ (IMA®) последнего поколения и новые, более экономичные методы производства, Honda Insight 2010 года определила новый этап в эволюции гибридных технологий, предоставив клиентам новый уровень доступности и комфорта.

Гибрид Honda Insight 2010 года

Система IMA Insight имеет возможность работать исключительно на сохранение электроэнергии в определенных условиях езды на малых и средних скоростях. Она также обеспечивает дезактивацию цилиндров в бензиновом двигателе во время торможения и отключение двигателя при остановке транспортного средства.

Благодаря инновационным технологиям, Honda Insight обеспечивает максимальную дальность пробега авто на одной зарядке более 600 километров.

Не отстают от японцев и американцы. Здесь лидирует амбициозная и быстрорастущая компания Tesla, представившая в 2008 году на авторынок первый серийный полностью электрический спортивный автомобиль — родстер Tesla. Roadster также был первым серийным автомобилем, использующим литий-ионные аккумуляторные батареи и первый электрический аккумулятор массового производства, который позволил проехать более 200 миль (320км) на одной зарядке. А рекорд, установленный новой Tesla Model S, составляет уже 900 километров на одной зарядке.

Гибрид Tesla S 2013 года

Наряду с этими выдающимися преимуществами гибридные автомобили, к сожалению, имеют и ряд недостатков.

Минусы гибридных кроссоверов

1. Гибридный автомобиль все еще является весьма и весьма недешевым удовольствием. Связано это со высокой сложностью конструкции гибридной силовой установки.
2. Сложность конструкции гибрида, как следствие, влечет удорожание его технического обслуживания на специализированных СТО.
3. Невысокая емкость и саморазряд аккумуляторных батарей.
4. Высокая зависимость уровня заряда аккумулятора от климатических условий. Например, на морозе батарея разрядится быстрее, если не моментально.

Несмотря на такие противоречивые характеристики, гибридные автомобили становятся все более и более восстребованными. В значительной степени из-за того, что являются на сей момент крайним звеном автопрома перед полностью экологичными электромобилями. Судя по многообразию моделей гибридных авто и электромобилей, это светлое будущее уже не за горами.

---

Гибридные автомобили массово выпускаются сравнительно недавно, с начала 2000-х годов. Придет время и на улицах наших городов эти машины перестанут быть экзотикой. Они помогают сохранить воздух годов на уровне, приемлемом для здоровья человека. И это решающий фактор, который даст толчок к дальнейшему развитию этого направления в автомобилестроении.

Скорее всего недостатки, включая дороговизну, ненадежность работы аккумуляторных батарей и большой вес машины, будут устраняться. А достоинства и удобство эксплуатации увеличиваться. И главная причина тут одна – минимальные выбросы в атмосферу. Появятся новые модели гибридных автомобилей. И они будут доминировать над обычными бензиновыми и дизельными двигателями, по крайней мере, в городских условиях.

damskyklub.ru

Гибридные автомобили — что это и как работает

     Автомобиль гибрид – это транспортное средство будущего времени.  Использование двух двигателей позволяет значительно сократить расход топлива (при движениях в условиях города), а также достичь минимального периода разгона с места старта до 100 км/ч. Кроме того, машина гибрид не наносит вреда окружающей среде. Это важно, если учесть, что проблемы экологии в развитых странах волнуют не только автолюбителей, но и всю прогрессивную общественность.

Устройство гибридных автомобилей

     У каждой такой машины установлено два мотора: ДВС (двигатель внутреннего сгорания) и электрический аккумулятор. Последний тип двигателя «подзаряжается» путем преобразования кинетической энергии. Таким образом, электротяга начинает работать при заряженном моторе и при низком скоростном режиме от 20 до 40 км/ч.

Принцип работы гибридных автомобилей

     Устройство автомобилей «нового поколения» безупречно и просто. Заправка осуществляется бензином. Когда загорается знак нулевого уровня топлива, то к работе подключается электродвигатель. При этом два мотора объединены конструкторами в единую систему, чтобы полноценно использовать два вида энергии – тепловую и электрическую.

   

      Виды взаимодействий внутри отсека двигателя:

• Последовательный вид. (По этому принципу работают электромобили).
• Параллельное взаимодействие. (В данном случае электромотор одновременно является стартером.)
• Последовательно-параллельное совмещение. (При этом варианте функционируют обе схемы).

Плюсы и минусы автомобиля  гибрида

Гибрид авто имеет массу достоинств. Среди них:

• Расход бензина в пробках сокращается на 20-25 процентов.
• АКБ подзаряжается во время движения.
• Возможность зарядки от сети мощностью 220 в.
• Мгновенный разгон (за 7 секунд машина ускоряется до 100 км/ч).
• Мало выбросов углекислого газа в окружающую среду.
• Отличная работа (КПД) в городской среде.
• Уменьшение износа деталей тормозной системы.
• Режим электродвигателя отличается бесшумностью.

     При покупке гибрида обнаруживаются и недостатки. На трассах выгоды гибридных машин не так очевидны. Аккумуляторы нового типа не характеризуются большим сроком службы. Напротив, любой резкий скачок температурных режимов может стать причиной преждевременной поломки. А утилизация отработанного мотора – целая проблема для автолюбителя.

     Тем не менее, достоинства автомобиля оцениваются по высшему разряду. При покупке электромобиля потребителя сдерживают только цены. Впрочем, и ремонт, и стоимость запасных частей обойдутся дороже. Не каждый профессионал возьмется за восстановление сложной конструкции движка.

Обслуживание и эксплуатация гибрида в зимний период 

     Бытует мнение, что, когда наступают холода, электромобиль гибрид не используется: аккумулятор категорически не переносит критических температур и выходит из строя. На практике собственники машин активно эксплуатируют свое движимое имущество даже при – 26 градусов при соблюдении некоторых условий эксплуатации транспортного средства:

• Перед началом сезона проводится диагностика батареи.
• При наступлении зимнего периода собственник поддерживает зарядку АКБ до 70 процентов.
• Если владелец не планирует пользоваться автомобилем зимой, то не нужно забывать заводить машину не менее чем три раза в неделю.
• При разрядке батареи возможно «прикурить» средство передвижения. Для этого не рекомендуется нажимать на педаль газа. Для восстановления работоспособности автомобиля достаточно положить провода на батарею, подождать некоторое время и начинать заводить стартер.

     В гараже гибридный автомобиль не хранится. Он просто готовится к зимнему сезону. На станции технического контроля проверяются следующие компоненты и агрегаты: дроссельную заслонку, свечи, катушку зажигания. Обязательная диагностика проводится раз в год.

Марки гибридных автомобилей

     Первый электромобиль был изобретен еще в 1899 году Фердинандом Порше и с тех пор началась «гибридизация», но серийно машины будущего стали выпускаться только ровно через век. Первопроходцем считается Toyota Pirus, вышедшая с конвейера в Японии в 1997 году.

     В России на сегодняшний момент предлагаются следующие виды гибридных машин:

     Электродвигатель рассматривается автолюбителями как альтернативный источник энергии. Его заводская установка позволяет придать автомобилю небывалую динамичность, мощность. Кроме того, у автолюбителя не возникает проблем с «зелеными» правозащитниками. Также учтите, при осуществлении выгодной покупки собственники могут заезжать на заправочную станцию не чаще, чем 2 раза в неделю. Шагайте в ногу со временем и приобретайте автомобиль будущего!

avtobond.ru