принцип работы, устройство и схемы электромотора

Появление гибридных автомобилей стало вынужденной мерой автопроизводителей в переходный период от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на углеводородном топливе к более чистым силовым установкам. Технологии ещё не позволяли создать полноценный электромобиль, машину на топливных элементах или какой-нибудь ещё из большого списка, теоретически возможных направлений развития автономного транспорта, а потребность уже созрела.

Содержание статьи:

Правительства начали сильно зажимать автопром экологическими требованиями, а потребителям хотелось увидеть качественный шаг вперёд, а не очередные микроскопические улучшения известного не первое столетие мотора на одном из продуктов переработки нефти.

Какой автомобиль называют «гибридом»

Силовой агрегат промежуточного этапа стал представлять собой комбинацию из уже отработанной конструкции ДВС и одного или нескольких электромоторов.

Электрическая часть тяговой установки получает питание от генераторов, связанных механически с бензомотором или дизелем, аккумуляторных батарей и системы рекуперации, возвращающих в накопитель энергию, выделяющуюся при торможении автомобиля.

Все многочисленные схемы практической реализации идеи получили название гибридов.

Читайте также: Что такое тормозной суппорт и как он работает

Иногда производители вводят в заблуждение клиентов, называя гибридами системы, где электропривод используется лишь для запуска основного мотора в режиме «старт-стоп».

Поскольку связи электродвигателей с колёсами и возможности движения на электротяге здесь нет, то такие машины к гибридным относить некорректно.

Принцип работы гибридных двигателей

При всём разнообразии конструкций у подобных машин есть и общие черты. Но отличия настолько велики с технической точки зрения, что фактически это разные автомобили со своими преимуществами и недостатками.

Устройство

В состав любого гибрида входят:

• двигатель внутреннего сгорания со своей трансмиссией, бортовой низковольтной сетью питания и топливным баком;
• тяговые электродвигатели;
• накопительные аккумуляторные батареи, чаще всего достаточно высоковольтные, состоящие из последовательно и параллельно соединённых аккумуляторов;
• силовая электропроводка с высоковольтной коммутацией;
• электронные блоки управления и бортовые компьютеры.

Обеспечение всех режимов работы комплексной механической и электрической трансмиссии обычно происходит автоматически, на водителя возложено только общее управление движением.

Схемы работы

Соединить между собой электрическую и механическую составляющие можно разными способами, со временем выделились устоявшиеся конкретные, часто применяемые схемы.

Это не относится к позже появившейся классификации привода по удельной доли электротяги в общем энергетическом балансе.

Последовательная

Самая первая схема, наиболее логичная, но сейчас мало используемая в легковых автомобилях.

Основной её задачей стала работа в тяжёлой технике, где компактные электрические узлы успешно заменили громоздкую механическую трансмиссию, которой к тому же очень трудно управлять. Двигатель, как правило это дизель, нагружен исключительно на электрогенератор и с колёсами прямо не связан.

Вырабатываемый генератором ток может использоваться для заряда тяговой батареи, а там, где она не предусмотрена, отправляется непосредственно к электромоторам.

Тебе на заметку: Причины быстрого износа деталей тормозной системы

Их может быть один или несколько, вплоть до установки на каждое колесо автомобиля по принципу так называемых мотор-колёс. Величину тяги регулирует силовой электрический блок, а ДВС может постоянно работать в самом оптимальном режиме.

Параллельная

Эта схема сейчас наиболее распространена. В ней электромотор и ДВС работают на общую трансмиссию, а электроника регулирует оптимальное соотношение расхода энергии каждым из приводов. Связь с колёсами имеют оба двигателя.

Поддерживается режим рекуперации, когда при торможении электромотор превращается в генератор и подзаряжает накопительную батарею. Некоторое время автомобиль может двигаться только на её заряде, основной ДВС заглушен.

В ряде случаев используется батарея значительной ёмкости, снабженная возможностью внешнего заряда от бытовой сети переменного тока или специализированной зарядной станции.

В целом роль аккумуляторов тут невелика. Зато упрощается их коммутация, здесь не нужны цепи опасного высокого напряжения, а масса батареи значительно меньше, чем у электромобилей.

Смешанная

В результате развития техники электропривода и ёмкости накопителей роль электромоторов в создании тягового усилия увеличилась, что привело к появлению наиболее продвинутых систем последовательно-параллельной схемы.

Здесь старт с места и движение на небольших скоростях производятся на электрической тяге, а ДВС подключается лишь, когда потребуется высокая отдача и при исчерпании аккумуляторов.

Оба мотора могут работать в режиме привода, а продуманный электронный блок сам выбирает куда и как направлять энергетические потоки. Водитель может следить за этим на графическом информационном дисплее.

Это интересно: Что такое Адсорбер, устройство и принцип работы

Применяется дополнительный генератор, как в последовательной схеме, который может давать энергию электромоторам или заряжать аккумулятор. Рекуперация тормозной энергии происходит через реверс тягового электродвигателя.

Так устроены многие современный гибриды, в частности один из самых первых и известных – Toyota Prius

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

К сведению: Как проверить форсунки дизельного двигателя

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Достоинства и недостатки гибридов

Как и всякий компромисс, гибриды уступают чистым электромобилям и привычным классическим на нефтяном топливе.

Но при этом дают выигрыш по ряду свойств, для кого-то выступающих главными:

• упрощение средств, применяемых для борьбы с вредными выбросами ДВС;
• достижение некоторой экономии топлива, как бы это ни оспаривалось;
• возможность передвижения на чистой электротяге там, где применение ДВС запрещено;
• достаточно простое наращивание заявленной мощности;
• невозможность, в отличие от электромобиля, остаться без энергии вдали от электрической сети.

Все недостатки связаны с усложнением техники:

• потребность в грамотном персонале, специально обученном работе с гибридами;
• увеличение массы транспортного средства, на что тоже тратится топливо;
• более высокая цена автомобиля;
• проигрыш электромобилям из-за сохранения ДВС и всего, что с ним связано;
• пока ещё недостаточно отработанные технологии и отсутствие единого подхода к конструированию;
• плохая экологичность в производстве батарей и их утилизации.

Вполне возможно, что производство гибридов сохранится и после полного исчезновения классических автомобилей.

Это надо знать: Моторное масло с Молибденом — плюсы и минусы

Но произойдёт это только если будет создан единый компактный, экономичный и хорошо управляемый двигатель на углеводородном топливе, который станет хорошим дополнением к электрическому автомобилю будущего, существенно повысив его пока недостаточную автономность.

Особенности гибридного автомобиля — как работает в теории

Гибридный автомобиль — транспортное средство, которое может передвигаться на низких скоростях, не потребляя бензин. Расскажем про особенности гибридного автомобиля и как работает.

Начало движения

Для начала движения и при движении на малых скоростях используется только электромотор.

• При наборе скорости батарея направляет энергию на блок управления электропитанием.
• Блок управления направляет энергию на электромоторы, расположенные в передней и задней частях автомобиля.
• Передний и задний электромоторы позволяют автомобилю плавно трогаться с места.

Движение

При движении автомобиля в нормальном режиме привод колес осуществляется за счет бензинового двигателя и электромоторов; энергия двигателя распределяется между колесами и электрическим генератором, который в свою очередь приводит в движение электромоторы. Генератор также осуществляет зарядку батареи, отдавая ему излишки энергии.

Разгон

• Бензиновый двигатель разгоняет машину, работая в нормальном режиме.
• Для улучшения динамики дополнительная энергия поступает от электромотора.
• При работе в нормальном режиме бензиновый двигатель снабжает энергией генератор.
• Генератор направляет излишки энергии на блок управления электропитанием.

Торможение

• При торможении кинетическая энергия преобразуется в электричество.
• Электромоторы направляют его на блок управления электропитанием.
• Блок управления электропитанием возвращает энергию на высоковольтную батарею. Бензиновый двигатель работает в обычном режиме.

Особенности работы

Гибридный авто подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей. Они прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность. Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Гибридные технологии позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения.

В качестве основного источника энергии используется двигатель внутреннего сгорания. Сложная компьютерная система осуществляет непрерывное изменение забора воздуха в целях обеспечения оптимальных условий работы двигателя. Это не только обеспечивает мотору дополнительную мощность, но и способствует значительной экономии топлива и уменьшению выбросов выхлопных газов. При этом не увеличивается уровень шума и не возникает вибраций.

Усовершенствованный электромотор-генератор, соединенный с бензиновым двигателем, обеспечивает плавный разгон, когда вы нажимаете на педаль газа до упора. Высоковольтный электромотор гибридной силовой установки представляет сложную и одновременно компактную комбинацию электромотора и электрогенератора.

Для обеспечения энергией электромоторов гибридная силовая установка использует в своей работе высокопроизводительную никель-металл-гидридную батарею. В то время как генератор и электромотор являются устройствами переменного тока, батарея представляет устройство постоянного тока. Кроме того, выходное напряжение батареи не соответствует выходному напряжению генератора и величине входного напряжения электромотора. Поэтому эти устройства осуществляют преобразование электроэнергии согласно потребностям системы.

При торможении генератор используется для замедления движения авто. При этом он вырабатывает электроэнергию, которая хранится в батареях. В традиционных системах энергия, которая используется для торможения, теряется полностью. В отличие от них, данная система эффективна при езде в городе, где часто чередуются разгон и торможение.

Гибридные шаговые двигатели — техническая вводная статья

Гибридные двигатели являются более дорогими, чем двигатели с постоянными магнитами, зато они обеспечивают меньшую величину шага, больший момент и большую скорость. Типичное число шагов на оборот для гибридных двигателей составляет от 100 до 400 (угол шага 3.6 – 0.9 град.). Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Ротор гибридного двигателя имеет зубцы, расположенные в осевом направлении (рис.

1).

Рис. 1. Гибридный двигатель

Ротор разделен на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянным магнит. Таким образом, зубцы верхней половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы нижней половинки – южными. Кроме того, верхняя и нижняя половинки ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно количеству зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин для уменьшения потерь на вихревые токи. Статор гибридного двигателя также имеет зубцы, обеспечивая большое количество эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки. Обычно используются 4 основных полюса для 3.6 град. двигателей и 8 основных полюсов для 1.8- и 0.9 град. двигателей.

Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора, что улучшает статический и динамический момент. Это обеспечивается соответствующим расположением зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив зубцов статора, а часть между ними. Зависимость между числом полюсов ротора, числом эквивалентных полюсов статора и числом фаз определяет угол шага S двигателя:

S = 360/(Nph*Ph) = 360/N,
где Nph – чило эквивалентных полюсов на фазу = число полюсов ротора,
Ph – число фаз,

N — полное количество полюсов для всех фаз вместе.

Ротор показанного на рисунке двигателя имеет 100 полюсов (50 пар), двигатель имеет 2 фазы, поэтому полное количество полюсов – 200, а шаг, соответственно, 1.8 град. Продольное сечение гибридного шагового двигателя показано на рис. 2. Стрелками показано направление магнитного потока постоянного магнита ротора. Часть потока (на рисунке показана черной линией) проходит через полюсные наконечники ротора, воздушные зазоры и полюсный наконечник статора. Эта часть не участвует в создании момента.

Рис. 2. Продольный разрез гибридного шагового двигателя

Как видно на рисунке, воздушные зазоры у верхнего и нижнего полюсного наконечника ротора разные. Это достигается благодаря повороту полюсных наконечников на половину шага зубъев. Поэтому существует другая магнитная цепь, которая содержит минимальные воздушные зазоры и, как следствие, обладает минимальным магнитным сопротивлением. По этой цепи замыкается другая часть потока (на рисунке показана штриховой белой линией), которая и создает момент. Часть цепи лежит в плоскости, перпендикулярной рисунку, поэтому не показана.

В этой же плоскости создают магнитный поток катушки статора. В гибридном двигателе этот поток частично замыкается полюсными наконечниками ротора, и постоянный магнит его «видит» слабо. Поэтому в отличие от двигателей постоянного тока, магнит гибридного двигателя невозможно размагнитить ни при какой величине тока обмоток.

Величина зазора между зубцами ротора и статора очень небольшая – типично 0.1 мм. Это требует высокой точности при сборке, поэтому шаговый двигатель не стоит разбирать ради удовлетворения любопытства, иначе на этом его срок службы может закончиться.

Чтобы магнитный поток не замыкался через вал, который проходит внутри магнита, его изготавливают из немагнитных марок стали. Они обычно обладают повышенной хрупкостью, поэтому с валом, особенно малого диаметра, следует обращаться с осторожностью.

Для получения больших моментов необходимо увеличивать как поле, создаваемое статором, так и поле постоянного магнита . При этом требуется больший диаметр ротора, что ухудшает отношение крутящего момента к моменту инерции. Поэтому мощные шаговые двигатели иногда конструктивно выполняют из нескольких секций в виде этажерки. Крутящий момент и момент инерции увеличиваются пропорционально количеству секций, а их отношение не ухудшается.

Большинство современных шаговых двигателей являются гибридными. По сути гибридный двигатель является двигателем с постоянными магнитами, но с большим числом полюсов. По способу управления такие двигатели одинаковы, дальше будут рассматриваться только такие двигатели. Чаще всего на практике двигатели имеют 100 или 200 шагов на оборот, соответственно шаг равен 3. 6 грд или 1.8 грд. Большинство контроллеров позволяют работать в полушаговом режиме, где этот угол вдвое меньше, а некоторые контроллеры обеспечивают микрошаговый режим.

Что такое гибридная трансмиссия на автомобиле

Кажется, что только гибридные автомобили, которые работают на бензине или дизеле и одновременно используют электричество, могут соответствовать экологическим нормам, которые в странах Европы постоянно ужесточаются. Производители непрерывно совершенствуют двигатели и вынуждены заниматься модернизацией трансмиссий как одного из главных элементов общего устройства автомобиля.

Шасси Toyota Prius

Коробка передач никогда не строилась и не переоборудовалась отдельно от мотора — каждая трансмиссия строится под конкретные внешние скоростные характеристики определенного двигателя. Чтобы поддерживать малообъемный двигатель в зоне оптимальных рабочих оборотов, была создана многоступенчатая КП.

С того момента, как в автомобиль стали устанавливать два рабочих двигателя (ДВС и электромотор), пришлось модернизировать и элементы трансмиссии, переводя их работу на два источника энергии.

Классы гибридных трансмиссий

Гибридные трансмиссии классифицируются по принципу подключения:

• последовательно;
• параллельно;
• по смешанной схеме.

Особенности последовательной гибридной трансмиссии

В данной схеме трансмиссии электрический мотор передает энергию на главные ведущие колеса, мотор (чаще всего бензиновый) передает свой КПД на генератор. Главной особенностью параллельной трансмиссии является то, что электромотор может обеспечить максимальную мощность (в своих пределах) в любой момент. С помощью электромотора намного легче привести в движение транспорт огромной массы с большой силой инерции.

Устройство последовательной гибридной трансмиссии

Топливный ДВС запускает генератор, энергия которого заряжает аккумулятор и в дальнейшем переходит на электродвигатель, который обеспечивает крутящий момент и передает его на колеса. В таком рабочем цикле из трансмиссии исключаются коробка передач и блок сцепления. Энергия рекуперативного торможения не переходит в тепло, а направляется для дополнительного питания аккумуляторной батареи.

Гибридная трансмиссия последовательного типа позволяет использовать ДВС очень малой мощности, а в режиме «город» при езде на минимальной скорости и с частыми остановками ДВС возможно отключить полностью. Последовательная схема трансмиссии широко используется в городском транспорте и самосвалах, где аккумуляторы имеют максимальную емкость и большой объем при скромных объемах и минимальной мощности ДВС.

Chevrolet Volt оборудован последовательной гибридной системой

Chevrolet Volt, построенный General Motors в 2010 году, использует в своем силовом блоке последовательную гибридную трансмиссию. Это скорее электромобиль, чем классический бензиновый хэтчбек. Используя только электромотор, автомобиль может преодолеть расстояние до 65 км. Если использовать турбированный мотор, дальность поездки на одной батарее превысит 1020 км.

Под капотом у Chevrolet Volt

Особенности параллельной гибридной трансмиссии

Эта трансмиссия остается к 2019 году наиболее технологичной. В системе используются основные элементы коробки передач. Электрический блок устанавливается в параллельных гибридах между коробкой и двигателем внутреннего сгорания.

Устройство гибридной трансмиссии параллельного типа

Подключение электромотора осуществляется через использование нескольких схем. В качестве первой гибридной трансмиссии можно рассматривать 8-ступенчатую коробку-автомат с двойным сцеплением от производителя ZF. Ведущие оси получают крутящий момент как от ДВС, так и от электромотора, который также исполняет работу генератора.

zf_8-скоростная трансмиссия с двойным сцеплением

Работа трансмиссии с параллельной схемой подключения контролируется и управляется электронным модулем. В автомобиле с параллельной гибридной трансмиссией необходимо использовать и стандартную трансмиссию в переходных режимах движения авто. Крутящий момент, которые передают два мотора, распределятся в зависимости от условий передвижения. При старте, во время ускорения к ДВС подключается электродвигатель, во время торможения и при стабильной скорости электродвигатель выполняет функции генератора.

В Audi Q5 используется параллельный тип трансмиссии

В автомобилях с параллельной трансмиссией используется аккумулятор средней емкости при стандартном объеме и мощности топливного мотора. Параллельные трансмиссии малоэффективны при езде по городским улицам, но показывают отличную динамику на трассах.

Первая популярная трансмиссия параллельного гибридного типа сконструирована инженерами корпорации «Хонда». Система интегрированного помощника ДВС (Integrated Motor Assist) позволяет увеличить КПД главного мотора на 40%, при этом количество отработанного топлива в атмосферу практически не снижается, экологические показатели автомобиля остаются на низком уровне.

Honda IMA

В блок IMA входит бензиновый мотор в качестве главного силового блока, электрический мотор, дополнительная батарея для электромотора. Во время торможения происходит перенаправление энергии на электромотор, который используется и как генератор — энергия не переходит в тепло, а сохраняется в батарее, во время ускорения электроэнергия перенаправится в электромотор для начала его работы. Данный тип трансмиссии, используется компанией при комплектации Honda Civic и Honda Insight.

Тип средние гибриды

Устройство промежуточной трансмиссии

Классификация гибридных параллельных трансмиссий начинается с определения роли электрического мотора во всем силовом блоке авто. Если электромотор используется только как помощник ДВС, например, как в Honda Insight, трансмиссию относят к классу «умеренный гибрид». Мощность электромотора в гибридной трансмиссии среднего класса не превышает 60 кВТ.

Одну из своих последних инноваций в области гибридных трансмиссий использовала корпорация БМВ при создании модели BMW ActiveHybrid 7. Седан комплектуется КП в единственном исполнении – 8-миступенчатый «автомат».

Система полный гибрид

Lexus RX 400h оснащается системой “полный гибрид”

Если электродвигатель используется для передачи крутящего момента на колеса, применяется термин «полный гибрид» — такая трансмиссия использована в модели Lexus RX 400h. Автомобиль может передвигаться при помощи и ДВС, и энергии электродвигателя. В коробке передач отсутствует гидротрансформатор. Впервые в Европе схему полного параллельного гибрида установили в 1998 на комплектацию Audi Duo.

Сегодня большинство мировых производителей используют схему «полный гибрид» на Mercury Mariner, Kia Optima, Ford Escape/ C-Max/ Fusion, Lincoln MKZ и др.

Микрогибрид

Трансмиссия авто, где генератор имеет дополнительные функции, часто называют классом «микрогибрид». Это автомобили, которые имеют систему старт/стоп, электромотор не передает свою энергию для движения колес. Микрогибридная схема позволяет только резко глушить мотор во время коротких остановок. Система запускается стартером, в автомобиле используется стандартная КП с встроенным импульсным насосом для скоростной подачи давления в масляные каналы КП.

Схема последовательно-параллельная

Смешанный тип гибридной трансмиссии исключает использование традиционной коробки передач. Совместная работа электродвигателя и ДВС происходит через использование планетарной передачи. Топливный мотор передает крутящий момент на колеса совместно с электромотором, одновременно происходит и работа генератора. Автоматическая регулировка оборотов осуществляется через электронный блок управления.

Планетарная передача

Такой тип бесступенчатой трансмиссии ECVT широко используется компанией Toyota в последнем модельном ряду Toyota Prius. Инженеры компании создали свою уникальную схему гибридной трансмиссии HSD. В схему устройства включили делитель мощности (планетарную передачу) и отдельный генератор.

При таком типе гибрида электромотор работает большую часть времени, топливный мотор использует для работы цикл Аткинсона, в то время как большинство ДВС работают по принципу Отто. Ноу-хау японских инженеров приобрели компании Форд и Ниссан для установки на свои полногибридные модели.

Достоинства и недостатки

На сегодняшний день все автомобили с гибридной трансмиссией имеют высокую стоимость и не входят в средний ценовой сегмент. Так же дорого стоит их диагностика и ремонт. Это главный недостаток автомобилей, которые используют два силовых мотора.

Утилизация аккумуляторных батарей — второй недостаток гибридных комплектаций.

Активисты «зеленого движения» США и экологи считают, что польза для экологии, которую принесут гибридные автомобили, абсолютно условна. Утилизация одного аккумулятора приносит вред окружающей среде, сравнимый с годовым выбросом простого бензинового двигателя. Технологией экологической утилизации занимаются только в нескольких странах.

К достоинствам можно отнести высокие экологические показатели сегмента «полный гибрид» и стабильную экономию топлива до 30 % на всех автомобилях с данным типом трансмиссий.

Toyota Prius Plug-in Hybrid

Электромоторы даже минимальной мощности обеспечивают плавный и надежный запуск ДВС в любую погоду. Динамичные характеристики автомобиля также остаются на высоте, при необходимости увеличить тяговые показатели к ДВС подключается электродвигатель, автомобиль получает максимальное ускорение за короткое время.

Пробег на одном заряде увеличивается на 40%. За счет экономии топлива и использования электромотора водители реже заправляются.

Смогут ли гибридные трансмиссии полностью вытеснить традиционные, пока не ясно. При всех выгодах использования смежного электромотора у разработки остаются многочисленные недостатки, в первую очередь — высокая цена и сложность схемы. В 2018 компания Porsche отказалась самостоятельно производить гибриды любой схемы. Представители Mitsubishi считают, что гибридные установки — это переходной этап, и концентрируют интеллектуальную инженерную базу корпорации на создание электромобиля.

Гибридные авто Toyota Hybrid — современные технологии и качество

Проставляя эту отметку я даю однозначное согласие ПИИ «Тойота-Украина», код ЕГРПОУ 32589471, проспект Степана Бандеры, 24-Б., Г. Киев 04073 (далее, «Владелец») на обработку своих персональных данных, а именно: фамилии, имени , отчества, адреса электронной почты, номера телефона с целью обеспечения реализации хозяйственных и гражданско-правовых отношений в сфере торговли товарами и услугами, в частности, но не ограничиваясь автомобилями под торговыми марками «Toyota» ( «Тойота») и / или «Lexus» («Лексус»), на следующих условиях:

• Предоставляемые мной персональные данные, в пределах указанной выше цели обработки персональных данных, могут быть переданы компании Toyota Motor Europe NV / SA (юридический адрес Avenue Du Bourget 60 1140 Брюссель, Бельгия), другим аффилированным лицам владельцам (любым компаниям группы Toyota, независимо от страны), официальным дилерам владельцев (которые также могут выступать как распорядители персональных данных), а также другим лицам, имеющим договорные отношения с владельцем и / или его официальными дилерами и осуществляют рекламные, маркетинговые мероприятия и тому подобное.
• Это согласие действительно в течение срока, необходимого для реализации предусмотренной им цели обработки персональных данных, и может быть отозвано путем направления уведомления владельца. Отзыв этого согласия влечет прекращение обработки моих персональных данных.
• Я уведомлен (а) о Владельце моих персональных данных, состав и содержание, цель обработки моих персональных данных и лиц, которым передаются мои персональные данные. Распространение, передача и предоставление доступа к персональным данным другим лицам в рамках этого согласия, не потребуют получения отдельного согласия на такие действия или предоставления мне отдельного сообщения.
• Любые обращения относительно обработки моих персональных данных должны быть направлены на указанную выше адрес Владельца.
• Я уведомлен(а) о том, что имею следующие права субъекта персональных данных, предусмотренных ст. 8 Закона Украины «О защите персональных данных», а именно:
• 1) знать об источниках сбора, местонахождение своих персональных данных, цель их обработки, местонахождение или место жительства (пребывания) владельца или распорядителя персональными данными или дать соответствующее поручение о получении этой информации уполномоченным им лицам, кроме случаев, установленных законом;
• 2) получать информацию об условиях предоставления доступа к персональным данным, включая информацию о третьих лицах, которым передаются мои персональные данные;
• 3) на доступ к своим персональным данных;
• 4) получать не позднее чем за тридцать календарных дней со дня поступления запроса, кроме случаев, предусмотренных законом, ответ о том, обрабатываются ли мои персональные данные, а также получать содержание таких персональных данных;
• 5) предъявлять мотивированное требование владельцу персональных данных с возражением против обработки своих персональных данных;
• 6) предъявлять мотивированное требование об изменении или уничтожении своих персональных данных любым владельцем и распорядителем персональных данных, если эти данные обрабатываются незаконно или являются недостоверными;
• 7) на защиту своих персональных данных от незаконной обработки и случайной потери, уничтожения, повреждения в связи с умышленным сокрытием, непредоставлением или несвоевременным их предоставлением, а также на защиту от предоставления сведений, которые являются недостоверными или порочащих честь, достоинство и деловую репутацию физического лица;
• 8) обращаться с жалобами на обработку своих персональных данных к Уполномоченному Верховной Рады Украины по правам человека или в суд;
• 9) применять средства правовой защиты в случае нарушения законодательства о защите персональных данных;
• 10) вносить предостережения об ограничении права на обработку своих персональных данных при предоставлении согласия;
• 11) отозвать согласие на обработку персональных данных;
• 12) знать механизм автоматической обработки персональных данных;
• 13) на защиту от автоматизированного решения, которое имеет для меня правовые последствия.

Могут ли гибридные двигатели создавать больше мощности?

Гибридные автомобили

практически синонимичны экологичному вождению, но это не значит, что эти экономичные автомобили не могут производить достаточно мощности, чтобы при необходимости сбить вас на заднее сиденье.

Прежде чем мы сможем поговорить о мощности гибридного двигателя, давайте сначала объясним, как работают гибридные двигатели. Гибридные двигатели объединяют два разных источника энергии для перемещения автомобиля. Первый источник — традиционный двигатель внутреннего сгорания, который вырабатывает энергию за счет сжигания топлива, обычно бензина.Вторым источником обычно является электродвигатель, который получает питание от аккумуляторной батареи в автомобиле. Двигатель и электродвигатель работают вместе, чтобы производить энергию, необходимую для работы транспортного средства. Однако двигатель внутреннего сгорания в гибридном автомобиле обычно намного меньше обычного для эффективности и для размещения электродвигателя. Эта дихотомия поднимает большой вопрос перед энтузиастами экологичного вождения, которые хотят объединить производительность двигателя и экономию топлива: как гибридный двигатель может создавать больше мощности?

Объявление

Один из способов повысить мощность гибрида — обновить батареи.Например, аккумуляторная батарея, используемая в Toyota Prius третьего поколения, меньше и более эффективна [источник: Garrett], чем батареи в предыдущих версиях автомобиля, что дает ему немного более высокую выходную мощность [Источник: Voelcker]. Аккумуляторная батарея второго поколения была рассчитана на 28 лошадиных сил по сравнению с 36 лошадиными силами третьего поколения [источник: Toyota]. Хотя это лишь небольшое улучшение мощности по сравнению с предыдущими поколениями, технология аккумуляторов движется в сторону литий-ионных аккумуляторов, которые потенциально могут производить еще больше энергии в ближайшем будущем.

У этих новых батарей есть много преимуществ: литий-ионные батареи могут производить больше энергии в том же объеме пространства, потому что литий имеет большую плотность энергии, чем никель-металлогидридные батареи, используемые в большинстве гибридов, и при этом меньше весит. Благодаря этим преимуществам, вы можете относительно скоро увидеть, что литий-ионные батареи используются в гибридных автомобилях.

Электродвигатели могут не только устанавливать более мощные аккумуляторы, но и увеличивать свою мощность за счет повышения напряжения.Prius 2010 увеличил свою мощность с 500-вольтовой системы в предыдущей версии до 650 вольт в модернизированной модели [Источник: Toyota].

Нетрудно заметить, что увеличение мощности электродвигателя в сочетании с мощным двигателем внутреннего сгорания — это всего лишь рецепт, необходимый для создания гибрида, способного конкурировать с традиционными автомобилями.

Перейдите на следующую страницу, чтобы увидеть, как гибриды могут достигать серьезной мощности в лошадиных силах, сохраняя при этом свою топливную экономичность.

Hybrid F1 power: как это работает?

► Объяснение гибридных двигателей Формулы 1
► Сколько мощности потребляет 1,6
► И как на помощь приходит e-power

Они говорят, что

F1 — это вершина автоспорта, в котором используются самые современные и дорогие средства для создания гоночного автомобиля. На протяжении всей своей истории F1 использовала технологии для увеличения мощности относительно небольших двигателей.В 2014 году FIA представила в Формуле-1 силовой агрегат нового поколения, чрезвычайно сложный и, как известно, сложный в освоении. Нынешний двигатель внутреннего сгорания и гибридные системы могут похвастаться мощностью 1000 л.с., но остаются непопулярными в некоторых кругах из-за отсутствия шума выхлопа и затрат. Возможно, эти устройства неправильно понимают, поскольку они действительно представляют собой невероятные образцы инженерной мысли.

К концу 2013 года автомобили F1 оснащались двигателем V8 объемом 2,4 л с простой гибридной системой. Пиковая мощность около 850 л.с. была типичной, хотя двигатели были ограничены по технологии, оборотам и сроку службы.В рамках перезагрузки технологии F1 они были заменены двигателями совершенно нового поколения.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Текущая формула двигателя будет эксплуатироваться по крайней мере до 2022 года. В общем, есть небольшой двигатель внутреннего сгорания — V6 объемом 1600 куб.см с турбонаддувом и прямым впрыском топлива. Хотя это может быть рецептом возврата к двигателям восьмидесятых годов с высоким наддувом мощностью 1500 л.с., двигатель вместо этого ограничен расходомером топлива, а головокружительные высоты V8 середины 2000-х годов 20 000 об / мин сдерживаются ограничением расхода топлива и Максимальный предел оборотов всего 15000 об / мин.

С двигателем внутреннего сгорания связаны две гибридные системы: одна восстанавливает кинетическую энергию автомобиля при торможении (ERS-K), а другая восстанавливает кинетическую энергию турбонагнетателя, хотя в типичном сбивающем с толку языке F1 это рекуперация тепла и Применяется прозвище H для еды, поэтому оно называется ERS-H.

В совокупности эти технологии позволяют водителю F1 иметь около 1000 л.с. на педали всякий раз, когда это необходимо на круге, с небольшими дополнительными возможностями для квалификации. Несмотря на такую ​​огромную мощность, гоночный автомобиль сжигает всего 110 кг топлива в гонке (менее 135 литров), что на треть меньше, чем у последнего из V8.

Что касается мощности, система ERS ограничена 161 л.с. (120 кВт), поэтому двигатель V6 выдает почти 850 л.с., несмотря на его обедненную подачу топлива.

Технология сжигания топлива Формула 1

Очевидный способ увеличить мощность гоночного двигателя — это увеличить как можно больше оборотов, а если нет, то запустить много наддува. Тем не менее, правила PU 2014 года были написаны, чтобы предотвратить именно такого рода методы путем применения регулирования расхода топлива.У двигателя просто нет топлива, чтобы разогнаться выше 12500 об / мин или позволить огромное количество наддува.

В 2014 году производителям нужно было придумать, как заставить двигатель производить мощность при нехватке топлива. Более того, химический состав топлива также был ограничен, поэтому было невозможно просто производить ракетное топливо, которое было столь успешным с турбонаддувом в начале восьмидесятых. Работа на обедненной смеси означает, что двигатель находится на грани детонации, работа на слишком бедной смеси в конечном итоге приведет к поломке двигателя.Большинство производителей использовали легальные добавки, чтобы уменьшить этот эффект, одним из которых был ферроцен, состав на основе железа, который буквально заставлял внутреннюю часть выхлопной трубы выглядеть ржаво-красной.

Mercedes тем временем нашел маленькую серебряную пулю: форкамерное зажигание. В обычной камере сгорания свеча зажигания воспламеняет смесь топлива и воздуха, и создаваемое пламя распространяется наружу к краю камеры, сжигая при этом всю смесь топлива и воздуха. Это нормально, когда топлива достаточно для смешивания в правильном соотношении по всей камере сгорания.Когда нетрудно добиться полного сгорания.

Уловка Mercedes разделяет топливно-воздушную смесь на два места; Основная камера сгорания имеет слабую смесь топлива и воздуха, но более богатая смесь удерживается в небольшой камере вокруг свечи зажигания. При такой настройке форкамеры свеча зажигает богатую смесь. Когда он расширяется, он направляется через небольшие отверстия между форкамерой в нижнюю камеру сгорания, эти струи пламени полностью воспламеняют даже слабую смесь для полного сгорания.

Благодаря этой технологии предварительной камеры Mercedes в 2014 году опередил соперников, их соперникам потребовалось время, чтобы догнать их, и они удерживали преимущество вплоть до 2019 года.

С точки зрения компоновки двигателя внутреннего сгорания, турбо- и гибридной системы существует два основных варианта компоновки. Правила уже определяют положение болтов крепления двигателя, угол V, максимальный размер поршня и расстояние между ними. Ограничиваясь базовой архитектурой двигателя, была доступна только свобода компоновки одного турбонагнетателя над двигателем и вдоль его центральной линии. Было разумно разместить турбонагнетатель в задней части двигателя, удерживая тепло турбины вдали от впускной камеры и области топливного бака в передней части двигателя. Хотя это действительно дало некоторые проблемы с прокладкой охлаждающих трубок от компрессора до промежуточного охладителя в боковой панели.

Использование нестандартного подхода было мантрой Mercedes, поэтому они разработали уникальную установку. Желая получить компактный промежуточный охладитель переднего турбонагнетателя и уменьшить тепловое воздействие турбонаддува, установленного сзади, они использовали оба варианта. Традиционный турбоагрегат разделен, турбина с приводом от горячего выхлопа находится в задней части двигателя, а более холодный компрессор — спереди, рядом с боковыми опорами.Две части соединены длинным валом, проходящим через «V» двигателя. Этот вал был бы ключевой причиной отказа от такого подхода, разница в скорости подъема и спуска двух отдельных узлов создает огромные скручивающие нагрузки на соединительный вал. Это означало, что вал был очень жестким и тяжелым для передачи нагрузок. Мерседес выбрал путь к гибкому валу, скручивание которого вдоль его оси компенсировало разницу в инерции двух рабочих колес. Renault и Ferrari начали и сохранили обычные задние турбины, в то время как Honda присоединилась к решению, более похожему на Mercedes, позже развиваясь во что-то гораздо более близкое к первоначальной конструкции раздельного турбокомпрессора Mercedes.

Наряду с размещением турбонагнетателя охлаждение наддувочного воздуха делится между командами. Когда турбокомпрессор сжимает воздух, воздух нагревается. Командам потребуется более холодный и плотный воздух, поступающий в камеру сгорания, поэтому воздух должен проходить через теплообменник, чтобы охладить его. Для этого используется интеркулер, в F1 используются два типа. Большинство людей узнают промежуточный охладитель воздух-воздух, работающий как радиатор: горячий сжатый воздух внутри сердечника охлаждается более холодным окружающим воздухом, проходящим снаружи.Они простые и легкие, но занимают много места внутри боковых опор, что плохо сказывается на всей важной аэродинамике автомобиля. Некоторые команды использовали интеркулер другого типа, типа вода-воздух. Теперь сжатый воздух внутри сердечника охлаждается снаружи водой. Это дает немного меньшее охлаждение, но более стабильное, поскольку на него меньше влияет скорость машины (поскольку через боковую подножку проходит меньше воздуха), особенно в критические моменты перед началом гонки. Однако вода в рубашке вокруг промежуточного охладителя нуждается в охлаждении в отдельном водяном радиаторе.Это делает установку более тяжелой и сложной, но водяной радиатор занимает меньше места на боковой подставке, так что это аэродинамическое преимущество над установкой воздух-воздух.

Только Ferrari и Mercedes постоянно использовали систему подачи воды в воздух, хотя Lotus действительно эксплуатировал ее в течение одного года в 2014 году. Их главный соперник, Red Bull, может поддерживать крошечную боковую подножку, несмотря на большой воздухо-воздушный охладитель. в каждой боковине.

При правильной смеси топлива, технологии сгорания, упаковке и охлаждении двигатель выдает около 530 л. с. на литр.Даже с меньшим расходом топлива и меньшим объемом двигателя нынешний двигатель внутреннего сгорания создает больше лошадиных сил, чем старые двигатели V8, которые он заменил.

F1 гибридная технология

Наличие на автомобиле двух гибридных систем значительно усложняет нынешний силовой агрегат. Хотя в разбивке его проще понять, он основан на той же технологии, что и гибридные / электрические дорожные автомобили, и даже похож на игрушечные автомобили с дистанционным управлением. Для связи между ними есть аккумулятор (ES-Energy Store), мотор-генератор (MGU) и управляющая электроника (CE).

MGU — бесщеточный электродвигатель переменного тока с постоянными магнитами. Он будет приводить в действие автомобиль, используя накопленную энергию, или он может работать как генератор, возвращая энергию в аккумулятор. Батарея представляет собой комплект литий-ионных элементов, которые способны быстро передавать или сохранять большое количество энергии в MGU. Между этими двумя находится управляющий электронный блок, который преобразует электрический ток переменного тока MGU в постоянный ток батареи.

Циклическое включение электричества через каждое из этих устройств создает тепло, поэтому каждый элемент требует жидкостного охлаждения — диэлектрической жидкости, предписанной FIA для батареи, — чтобы предотвратить риск поражения электрическим током в случае его повреждения, в то время как более эффективная вода / гликоль обычно используется для МГУ и СЕ.Таким образом, обе системы охлаждения нуждаются в том, чтобы насосы и радиаторы располагались в моторном отсеке.

При одинаковой базовой архитектуре две гибридные системы работают по-разному. Сначала возьмем более простой ERS-K. MGU прикреплен к передней части коленчатого вала двигателя, в этом положении блок может как приводить в движение, так и приводиться в движение двигателем. При развертывании энергии электричество от батареи проходит через CE в MGU. Это дает 161 л.с. через трансмиссию, чтобы помочь автомобилю разгоняться.

Уроки, извлеченные из этого более мощного приложения, были извлечены с 2014 года. На ранних испытаниях в первый год силового агрегата были обнаружены проблемы с поломкой валов и шестерен под внезапным сбросом крутящего момента от MGU. С тех пор производители нашли более щадящие способы приложения крутящего момента и создали крутящийся вал между MGU и двигателем, чтобы поглотить скачки мощности.

В обратном направлении ERS-K восстанавливает энергию при торможении. Когда водитель тормозит, программное обеспечение ECU переключает MGU в режим генератора, который видит, как MGU вращается трансмиссией, и при этом создает и отправляет электричество в аккумулятор.Возникающее при этом сопротивление создает «тормоза» трансмиссии до такой степени, что задние тормоза практически не используются на более низких скоростях.

Правила ограничивают возможности ERS-K. В моторном режиме он может выдавать только 161 л.с., в то время как генераторный режим может сэкономить батарее только 2 мДж энергии. Это означает, что двигатель имеет энергию только для 33-х секунд разгона на круге. Хотя в аккумуляторе можно сохранить до 4 мДж энергии, можно сэкономить на восстановлении за круг и использовать его как двойной импульс на одном круге.

Если ERS-K можно понять по более простым режимам работы двигателя и генератора, то ERS-H намного сложнее. Это еще одна установка MGU и CE, но она подключается как к батарее, так и к MGU-K напрямую. Однако двигатель напрямую подключен к турбонагнетателю, поэтому агрегат вращается со скоростью до 125000 об / мин (максимальная частота вращения турбонагнетателя), что само по себе является огромной инженерной проблемой.

В качестве двигателя MGU может помочь раскрутить турбонагнетатель, но не создать наддув при работе на дросселе, как если бы это был электрический нагнетатель.Вместо этого двигатель может поддерживать высокие обороты турбо при выключенном дросселе, чтобы действовать как система Anti Lag (ALS). Это отнимает энергию у батареи, забирая ее у других потенциальных применений, но, учитывая нехватку доступного топлива, это по-прежнему привлекательно, поскольку обычные стратегии ALS, потребляющие топливо, сжигают топливо в выхлопе, чтобы турбо вращалось.

В режиме генератора ERS-H может использоваться несколькими способами; некоторые простые, другие более сложные, а некоторые, вероятно, все еще секретные.

На типичном турбонагнетателе проблема заключается в том, что турбонагнетатель создает слишком большой наддув, так как давление выхлопных газов слишком быстро вращает турбонагнетатель на полном газу.Это контролируется выпускным клапаном, называемым вестгейтом, который сбрасывает давление выхлопных газов, снижает турбо скорость и сбрасывает избыточные выхлопные газы в отдельную выхлопную трубу. Эта система работает хорошо, но энергия выхлопных газов тратится впустую, поэтому F1 позволяет MGU действовать в режиме генератора, замедляя турбо, создавая электричество при этом.

В отличие от ERS-K, здесь нет ограничения на количество энергии, которое может быть восстановлено от MGU. Батарея будет иметь емкость 2 мДж для ERS-K и ERS-H.Таким образом, чем больше они могут ее использовать, тем больше они могут выполнять другие «моторные» задачи с восстановленной энергией. Очевидное использование для этого — удерживать дроссельную заслонку турбонаддува с турбонаддувом MGU-H. Но правила разрешают питание ERS-K от энергии, полученной из Turbo. Таким образом, чем больше команды могут рекуперировать турбо-энергию, тем больше они могут перенаправить ее на ERS-K и увеличить мощность в 161 л.с.

Недостаточно просто рекуперации энергии из турбонагнетателя всякий раз, когда требуется эффект вестгейта.Большинство команд начали 2014 год (и дебют Honda в 2015 году) с турбонаддувом, рассчитанным на обычный режим работы двигателя. Опять же, Mercedes поняла, что здесь есть выгода. Еще в 2014 году Mercedes установил турбокомпрессор размером с обеденную тарелку на передней части двигателя. Увеличенный турбонагнетатель может быть полезен, даже если он не нужен для создаваемого им дополнительного «наддува», но для более мощного турбонагнетателя потребуется больше времени для открытия «перепускного клапана», чтобы предотвратить чрезмерное ускорение двигателя. Таким образом, MGU можно вращать в течение более длительных периодов времени и эффективно собирать больше энергии; даже если эффект противодавления турбонаддува может препятствовать максимальной мощности, полученная многоразовая энергия может быть использована в другом месте на трассе для более быстрого времени прохождения круга. Одна из используемых стратегий заключается в том, что на прямых участках при полной мощности энергия, регенерированная из турбонагнетателя, направляется непосредственно в MGU-K для дополнительного увеличения мощности на 161 л.с.

В 2014 году Ferrari упустила этот трюк. У него даже был перепускной клапан, рассчитанный на больший поток, чтобы уменьшить противодавление, считая, что мощность сгорания более важна, чем рекуперация энергии. Вскоре компания пересмотрела эту стратегию, и в 2015 году стратегия вестгейта и ERS-H была больше похожа на Mercedes. Honda также пропустила стратегию Mercedes и вернулась в Формулу-1 в 2015 году с двигателем, разработанным для очень плотной упаковки.Турбокомпрессор был уменьшен по размеру, чтобы уместиться в V-образной форме двигателя, что затруднило реализацию стратегии ERS-H. Honda, как и большинство производителей, потребовалось время, чтобы довести конструкцию MGU-H до совершенства, высокие обороты и тепловая нагрузка, которым она подвергается, сделали ее одним из самых сложных аспектов ERS.

Это дошло до того, что на большинстве трасс у команд достаточно энергии для использования 161 л.с. почти на всем круге, где она может быть использована, далеко за пределами развертывания 33s ERS-K.

Это развертывание энергии больше не представляет собой простую кнопку на рулевом колесе, которая использовалась в старом KERS (2009-2013 гг.), Вместо этого программное обеспечение команд ECU решает, когда применять усиление ERS.Водитель может переключаться между различными картами, которые обеспечивают мощность ERS нажатием педали газа.

Имея регулярную мощность более 1000 л.с., скудный запас топлива и всего три силовых агрегата, рассчитанных на полный сезон из более чем 20 гонок, они действительно являются вершиной технологий. Заглядывая в будущее, F1 приняла стратегическое решение о разделении энергии сгорания на электрическую. Маловероятно, что в обозримом будущем производство двигателей внутреннего сгорания станет полностью электрическим, но конец пути для двигателей внутреннего сгорания может быть близок. F1, как и всегда, должна отражать изменяющийся мир, в котором она живет. Эти нынешние силовые агрегаты — шаг на пути в будущее.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Toyota Hybrid: как это работает?

С 1997 года водители наслаждаются большей экономией топлива, более низкими эксплуатационными расходами и непревзойденным уровнем комфорта и изысканности благодаря гибридной технологии Toyota. Сегодня ассортимент Toyota гибридных автомобилей включает небольшие гибриды, такие как Toyota Yaris Hybrid , семейные автомобили, такие как Toyota Prius , Corolla и C-HR, даже универсалы, такие как Corolla Hybrid Touring Sports . .Но задумывались ли вы, как работают гибридные автомобили?

Читайте дальше, чтобы узнать, что такое гибридная приводная система Toyota, как она работает и как она приносит пользу окружающей среде и вашему кошельку.

Что такое гибрид?

Проще говоря, «гибрид» — это транспортное средство с двумя или более источниками энергии. В большинстве гибридных дорожных автомобилей используется обычный двигатель внутреннего сгорания в паре с электродвигателем, но то, как они работают вместе, означает, что существует несколько различных типов гибридных установок.

Начиная с оригинального Prius, Toyota впервые разработала полную гибридную систему , в которой используются две отдельные силовые установки — электродвигатель с батарейным питанием и бензиновый двигатель внутреннего сгорания, которые могут работать вместе для управления автомобилем или использоваться по отдельности. Это самая популярная гибридная система в мире, и с тех пор, как Prius был запущен в Японии в августе 1997 года, было продано более 15 миллионов единиц .

Второй вид гибридов известен как параллельный .В качестве основного источника энергии он использует обычный двигатель внутреннего сгорания, а между двигателем и коробкой передач установлен электродвигатель. Эта компоновка имеет тенденцию быть более ограниченной по своим функциям, чем полный гибрид, и установка электродвигателя в очень маленькое пространство также ограничивает его мощность и диапазон электромобиля.

Наконец, третья гибридная вариация — это серия типа . В этом типе транспортного средства электродвигатель обеспечивает весь привод. Обычный двигатель внутреннего сгорания не связан с трансмиссией, а вместо этого работает как генератор для питания электродвигателя.Основным препятствием для серийного гибрида является сохранение его эффективности после разрядки аккумулятора. По этой причине серийные гибриды встречаются редко.

Toyota hybrid — как работает система?

Система гибридного привода

Toyota состоит из шести основных компонентов: бензинового двигателя, электродвигателя, электрогенератора, блока управления мощностью и устройства разделения мощности, в котором используется специальный тип коробки передач для плавного распределения мощности от двигателя, двигателя и генератора.

Это продуманная технология экономии топлива, позволяющая плавно и автоматически переключаться с электрической мощности на обычную мощность двигателя.Наша гибридная система, способная адаптироваться к различным условиям движения, интеллектуально контролирует мощность, поступающую от обоих источников, и сообщает автомобилю, как их комбинировать для достижения максимальной эффективности и производительности.

Система обеспечивает истинную синергию между двумя источниками питания. Когда двигатель работает, он заряжает аккумулятор через генератор; когда условия движения позволяют это, например, в медленно движущемся транспортном потоке, генератор может отключить бензиновый двигатель и позволить электродвигателю перейти на режим движения с нулевым уровнем выбросов.Сложная система управления двигателем определяет, когда автомобиль остановлен, и выключает двигатель, чтобы сберечь мощность и сократить выбросы, и автоматически запускается снова при необходимости.

Аккумулятор хорошо заряжается системой, поэтому Toyota с гибридным двигателем не нужно подключать к электросети для подзарядки.

Однако Toyota действительно производит подключаемые гибридные электромобили для людей, которые могут использовать ее больший запас хода — более 30 миль в режиме электромобиля, а также автомобили, которые преобразуют водород в электричество.Чтобы узнать больше о различных типах гибридных и электрифицированных автомобилей по , нажмите здесь .

Как заряжаются аккумуляторы?

Гибридная система

Toyota заряжает аккумулятор двумя способами. Во-первых, как уже упоминалось, бензиновый двигатель приводит в действие генератор для зарядки аккумулятора. Второй метод заключается в рекуперативном торможении, системе, которая эффективно использует энергию торможения.

Каждый раз, когда вы нажимаете ногу на тормоз или отпускаете акселератор, система направляет энергию обратно в аккумулятор, где она, по сути, перерабатывается.Вместо того, чтобы терять энергию в виде тепла или шума от тормозов, она улавливается, а затем используется для питания электродвигателя. Это особенно эффективно при остановке и запуске движения, когда система восстанавливает и накапливает большое количество энергии, делая машину в целом более эффективной.

Для PHEV, такого как Prius Plug-in , бортовую батарею также можно заряжать дома от сети или в специальных точках зарядки в пути, что позволяет увеличить дальность действия электромобиля до 30 миль.

На сколько хватает заряда гибридных батарей?

Аккумуляторы в гибридных автомобилях Toyota — это эффективные, устойчивые к коррозии блоки, рассчитанные на длительный срок службы, поэтому стандартная гарантия на аккумуляторы Toyota составляет пять лет или 100000 миль и может быть продлена до 15 лет без ограничения общего пробега — Подробнее о это здесь .

Батареи представляют собой существенные блоки, которые должны сохранять достаточное напряжение для питания автомобиля без помощи бензинового двигателя. Это правда, что их производство оказывает небольшое дополнительное воздействие на окружающую среду, но это более чем компенсируется экологическими преимуществами вождения гибридного автомобиля. Фактически, мы развеяли этот гибридный миф, наряду с другими, в этой публикации .

Toyota также стремится утилизировать аккумуляторы своих гибридных автомобилей, которые могут быть переработаны для изготовления новых аккумуляторов или перепрофилированы в другие формы стационарного накопителя энергии — это можно организовать через вашего дилера Toyota. Мы уже восстанавливаем более 90% гибридных аккумуляторов наших автомобилей и нацелены на 100% восстановление.

Отличается ли двигатель от двигателя обычного автомобиля?

Короче да.Двигатель внутреннего сгорания, используемый в гибриде Toyota, использует несколько иной цикл двигателя, чем традиционный четырехтактный цикл типа Отто. Этот модифицированный четырехтактный цикл, получивший название цикла Аткинсона, производит меньше тепла и, следовательно, более эффективен.

Охлаждение камеры внутреннего сгорания с использованием рециркулирующих выхлопных газов позволяет избежать проблемы, с которой сталкиваются двигатели с традиционными циклами: впрыск большего количества топлива, чем необходимо для снижения температуры сгорания и предотвращения перегрева каталитических нейтрализаторов. Традиционное средство работает, но при этом расходуется больше топлива. Однако решение Toyota более экономично и очень надежно .

Более подробный анализ использования Toyota цикла Аткинсона можно прочитать здесь здесь .

Нужно ли мне водить иначе, чтобы максимально использовать гибридные технологии?

Вовсе нет. Поскольку Toyota сделала гибридную систему полностью автоматической, она оптимизирует ее работу и минимизирует расход топлива для каждого водителя.Вы можете расслабиться и наслаждаться поездкой!

Вы можете узнать больше об опыте вождения гибрида Toyota из статьи , прочитав статью , в которой автомобильный журналист Тим ​​Диксон тестирует Corolla Hybrid.

Есть также несколько общих советов, многие из которых относятся к максимальной экономии топлива как гибридных, так и негибридных автомобилей, на по этой ссылке .

Чтобы узнать больше о нашем полном ассортименте гибридных автомобилей, щелкните здесь .