Гибридный двигатель

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Содержание

1. Принцип работы гибридных двигателей
2. Схемы взаимодействия электромотора и ДВС
3. Последовательная схема
4. Параллельная схема
5. Последовательно-параллельная схема

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid

По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

• ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
• нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
• не нужно сцепление и коробка передач;
• автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

1. потери энергии в процессе преобразований;
2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Как работает гибридный двигатель? Принцип эффективности

Силовая гибридная установка современного транспортного средства представляет собой сочетание обычного двигателя и электрического мотора. В результате такой гибрид обеспечивает не только минимальных расход топлива, но и относительную чистоту выхлопных газов. Сразу же заметим, что экономичность находится в прямой зависимости от емкости аккумуляторных батарей – чем больше их емкость, тем выше цена собственно автомобиля.

В зависимости от роли электромотора в силовой установке гибрида подразделяются на:

• умеренные, в которых электродвигатель является лишь помощником двигателя. Такие авто имеют идентификацию mild hybrids;
• полные – такие машины в состоянии преодолеть некоторое расстояние исключительно на электрической тяге. Такой двигатель называется full hybrids.

Вы можете услышать и о, так называемых, микрогибридах, но это, по сути, не более чем удачное маркетинговое решение, предназначенное больше для рекламных целей. Микрогибрид — это разновидность генератора с более широкими функциями. Нас же больше интересуют гибридные двигатели, в которых крутящий момент передается сразу на колеса автомобиля. Заметим, что гибриды имеют свойство преобразовывать кинетическую энергию и накапливать ее в виде электроэнергии во время торможения.

Принцип работы гибридного двигателя

В современных гибридных авто используется несколько схем подключения:

• Последовательная схема подразумевает двигатель малой мощности, соединенный с генератором электричества. Электродвигатель в такой схеме имеет привод непосредственно к колесам. В этом случае ДВС никогда не приводит колеса в движение – он предназначен лишь для питания мощной аккумуляторной батареи.
• Параллельная схема – это сложная системы, в которой автоматические муфты соединяют воедино двигатель, электромотор и трансмиссию. Эта схема позволяет как одновременное, так и раздельное использование электрического двигателя и ДВС для приведения колес во вращательное движение. Электромотор эффективно разгоняет транспортное средство и выполняет рекуперативное торможение.
• Последовательно-параллельная схема – нечто среднее между описанными выше вариантами.

Компоненты гибридного автомобиля

• Двигатель внутреннего сгорания – такой же, как и в традиционном авто, разве что меньшего объема.
• Самый обычный топливный бак.
• Электромотор, совмещающий функции как силового агрегата, так и генератора, когда авто притормаживает.
• Генератор, предназначенный исключительно для производства электроэнергии.
• АКБ для хранения электроэнергии гибридного авто. Если в обычном ДВС аккумулятор предназначен исключительно для питания электрических цепей, то в гибриде он еще может и питать силовую установку для движения транспортного средства.

За гибридами будущее… А пока, интернет-магазин автозапчастей Фортуна готов предложить владельцам традиционных авто все для ремонта и ТО по разумной цене!

Читайте также:
Свечи зажигания: насколько оправдана покупка? Тест
Можно ли буксировать авто с АКПП и как это делать правильно?
Замена свечей зажигания: простой шаг к долговечности двигателя
Toyota Land Cruiser Prado: история модели
Ремонт и замена наконечников рулевых тяг своими руками

Самый надежный гибридный грузовик по версии Consumer Reports?

Каждый год Consumer Reports публикует обзор самых и наименее надежных моделей автомобилей, и в своем обзоре 2022 года гибридные автомобили показали отличный год. На самом деле одним из самых надежных гибридных автомобилей года на самом деле был популярный пикап, и вот посмотрите на него.

Гибрид Ford Maverick 2023 года | Ford

Toyota Corolla Hybrid 2023 года была самой надежной машиной в целом

USA Today опубликовала резюме ежегодного опроса Consumer Reports, и самым надежным автомобилем в целом была Toyota Corolla Hybrid. Это означает, что Corolla Hybrid — не только самая надежная гибридная модель, но и самый надежный автомобиль в целом. Интересно, что обычная Corolla отставала от Corolla Hybrid на несколько позиций, поскольку обычная Corolla оказалась на седьмом месте в общем зачете.

Эта победа Toyota не должна стать неожиданностью для многих водителей, ведь Toyota славятся своей надежностью. Помимо надежности, Corolla Hybrid также предлагает водителям хороший баланс характеристик и функций. Стоимость гибридного седана начинается примерно с 23 000 долларов, что делает его довольно доступным для большинства семей.

Его 1,8-литровый четырехцилиндровый гибридный силовой агрегат развивает мощность 138 л. с., что немного для маленького седана, но он будет очень экономичным. Он начинается с переднего привода и работает в паре с вариатором. В целом, Corolla Hybrid получает около 50 миль на галлон в городе и 43 мили на галлон на шоссе, что составляет 47 миль на галлон вместе взятых.

Ford Maverick Hybrid 2023 года — один из самых эффективных гибридов года. Самый надежный гибридный грузовик на рынке сейчас — это Ford Maverick Hybrid. Несмотря на то, что это пикап, Maverick Hybrid сейчас стоит около 22 000 долларов, что означает, что он примерно на 1000 долларов дешевле, чем Corolla Hybrid.

Интересно, что в стандартную комплектацию Maverick входит гибридная трансмиссия, но Ford также предлагает водителям и обычный бензиновый вариант. Гибридная трансмиссия грузовика Ford представляет собой 2,5-литровый четырехцилиндровый двигатель, который работает с электродвигателем, чтобы получить 191 л.с. и 155 фунт-фут крутящего момента.

Эта установка позволяет Maverick Hybrid расходовать около 42 миль на галлон в городе и 33 мили на галлон на шоссе, что составляет 38 миль на галлон вместе взятых. При этом многие владельцы грузовиков хотят оснастить свои грузовики полным приводом, и это немного снизит расход топлива Maverick.

Кроме того, гибридная трансмиссия не позволит Ford буксировать слишком много, так как его максимальная тяговая мощность составляет 2000 фунтов при оснащении этой гибридной трансмиссией.

Ford F-150 Hybrid 2022 года — один из худших гибридов 9-го года0005

Связанный

В то время как Maverick Hybrid предлагает любителям грузовиков надежный и эффективный вариант, Ford также делает наименее надежный гибридный грузовик года с F-150 Hybrid. Это относительно новый вариант, и он оснащает полноразмерный грузовик Ford 3,5-литровым двигателем V6 с двойным турбонаддувом, который работает с электродвигателем, чтобы получить 430 л. с. и 570 фунт-фут крутящего момента.

Благодаря этой мощности F-150 Hybrid может буксировать около 12 700 фунтов груза, что не так уж далеко от максимальной грузоподъемности грузовика. При этом, поскольку F-150 является полноразмерным грузовиком, он гораздо менее эффективен, чем его меньший брат.

Даже с гибридной трансмиссией грузовик Ford потребляет всего около 25 миль на галлон в сочетании с задним приводом. Водители, которые добавляют полный привод, вместо этого получат 23 мили на галлон. Кроме того, он стоит более 45 000 долларов, так что это будет дорогой и ненадежный грузовик.

2024 Mazda CX-90 дебютирует с рядным шестицилиндровым двигателем и подключаемым гибридным двигателем

Mazda только что представила совершенно новый 2024 CX-90. Новый флагманский трехрядный внедорожник оснащен либо новым рядным шестицилиндровым мягким гибридным двигателем, либо первой подключаемой гибридной системой автопроизводителя для рынка США.

Работая изнутри, CX-90 построен на совершенно новой большой платформе Mazda с продольной архитектурой трансмиссии, которая обеспечивает смещение назад стандартной системы полного привода i-Activ внедорожника. CX-90 шире, длиннее и просторнее, чем бывший флагман Mazda, CX-9, с достаточным дополнительным пространством для плеч на третьем ряду, чтобы автопроизводитель увеличил заявленную пассажировместимость с семи до восьми мест. Конкретные внутренние и внешние размеры, однако, пока не объявлены.

Покупатели могут выбрать один из двух двигателей. Для более увлеченных водителей новый 3,3-литровый двигатель E-Skyactiv G с турбонаддувом выглядит наиболее захватывающим вариантом. Первый рядный шестицилиндровый двигатель Mazda дополняется небольшим электродвигателем M-Hybrid Boost, зажатым между ним и стандартной восьмиступенчатой ​​автоматической коробкой передач. Вместе они производят пиковые 340 лошадиных сил и 369 фунт-фут крутящего момента — наибольшую мощность и крутящий момент среди всех серийных двигателей Mazda — при использовании топлива премиум-класса.

Увеличить изображение

Водители могут выбирать между мягким гибридом или подключаемым гибридом.

Антуан Гудвин / CNET Cars

Между тем, подключаемый гибрид E-Skyactiv больше склоняется к электрификации, сочетая 2,5-литровый четырехцилиндровый двигатель с гораздо более мощным электродвигателем и конфигурацию, подходящую для 323 л. с. и 369 фунт-фут крутящего момента — опять же, на топливе премиум-класса, а также может похвастаться значительным запасом хода на электротяге благодаря аккумуляторной батарее емкостью 17,8 киловатт-часов. Mazda не заявляла ни неофициальных, ни сертифицированных EPA оценок запаса хода, но от 20 до 25 миль от полной зарядки — безопасная ставка, основанная на размере батареи. (Я заметил, что предсерийный образец на дисплее показывает 21 милю на цифровой комбинации приборов.)

CX-90 также оснащен системой управления вектором крутящего момента Kinematic Posture Control на основе тормозов — технологией, которая дебютировала на Mazda Miata 2022 года, — которая помогает стимулировать более острые повороты и компенсирует крен кузова за счет индивидуального торможения определенных колес в середине поворота.

Enlarge Image

Использование в Mazda органического текстиля и открытой древесины придает салону ощущение превосходства.

Мазда

Широкие мазки CX-9Дизайн интерьера 0 соответствует тенденциям, установленным CX-50 и CX-30, с простым рулевым колесом, прочными горизонтальными элементами приборной панели и центральным дисплеем, встроенным в приборную панель. 12,3-дюймовый экран чувствителен к прикосновениям, но Mazda разместила его за пределами удобной досягаемости и блокирует сенсорный ввод во время вождения, предлагая водителям вместо этого использовать физические кнопки управления и ручку на центральной консоли.

Новый флагман отличается от своих собратьев материалами салона премиум-класса, такими как опциональная отделка приборной панели тканью Kumihimo с узором висячих стежков в японском стиле, вдохновленным книжным переплетом, или доступной отделкой из клена с открытой зернистостью на центральной консоли и дверях. Mazda стремилась к более премиальному дизайну, посадке и отделке в течение последних нескольких поколений, и CX-90 пока лучший пример.

Mazda CX-90 2024 года большая и мощная

+49 еще Посмотреть все фото

CX-90 2024 года стандартно поставляется с системой помощи водителю i-Activsense и пакетом безопасности, включая такие технологии, как автоматическая поддержка экстренного торможения, мониторинг слепых зон, радарный адаптивный круиз-контроль и «другие новые функции», которые автопроизводитель все еще держит рядом. жилет. В дополнение к стандартному комплекту, доступный монитор See-Through View представляет собой новую технологию камеры, призванную помочь в точности и безопасности парковки.

Наконец, мы подошли к новому дизайну экстерьера, который сформирован платформой и трансмиссией CX-90. Под более широкими крыльями CX-90 можно обнаружить 21-дюймовые колеса, придающие новому внедорожнику более спортивный и приземистый вид, чем у CX-9. Удлиненный капот приспосабливается к продольной ориентации двигателя, в то время как утяжеленный сзади корпус повторяет смещенное назад распределение крутящего момента. Впереди знакомая передняя панель Mazda немного эволюционирует с новыми L-образными светодиодными дневными световыми сигналами, которые перетекают в поворотники, скрытые в хромированной отделке. Отделка растянутых передних крыльев отличает модели «Inline 6» от «PHEV».

Увеличить изображение

Утяжеленный сзади кузов и коренастая задняя стойка перекликаются с задним расположением трансмиссии.