Wat is 'n hibriede voertuigstelsel?

Onlangs word elektriese voertuie gewild. Volwaardige elektriese voertuie het egter 'n aansienlike nadeel - 'n klein kragreserwe sonder herlaai. Om hierdie rede rus baie van die voorste motorvervaardigers sommige van hul modelle met baster-eenhede toe.

Eintlik is 'n hibriede motor 'n voertuig waarvan die hoofbrandstof 'n verbrandingsmotor is, maar dit word aangedryf deur 'n elektriese stelsel met een of meer elektriese motors en 'n bykomende battery.

Vandag word verskeie kategorieë basters gebruik. Sommige help slegs die binnebrandenjin aan die begin, ander laat u met elektriese trekkrag ry. Beskou die kenmerke van sulke kragsentrales: wat is hul verskil, hoe dit werk, sowel as die belangrikste voor- en nadele van basters.

Geskiedenis van baster enjins

Die idee om 'n hibriede motor (of 'n kruising tussen 'n klassieke motor en 'n elektriese motor) te skep, is te danke aan die styging in brandstofpryse, strenger standaarde vir die uitstoot van motors en die verskaffing van groter gemak tydens die bestuur van 'n voertuig.

Die ontwikkeling van 'n gemengde kragstasie is eers deur die Franse maatskappy Parisienne de voitures electriques onderneem. Die eerste werkbare hibriede motor was egter die skepping van Ferdinand Porsche. In die Lohner Electric Chaise-kragstasie het die binnebrandenjin 'n kragopwekker vir elektrisiteit gehad, wat die voorste twee elektriese motors aangedryf het (direk op die wiele gemonteer).

Die voertuig is in 1901 aan die publiek voorgehou. In totaal is ongeveer 300 eksemplare van sulke motors verkoop. Die model blyk baie prakties te wees, maar duur om te vervaardig, so 'n gewone motorliefhebber kon nie so 'n voertuig bekostig nie. Boonop verskyn daar destyds 'n goedkoper en nie minder praktiese motor wat ontwikkel is deur die ontwerpster Henry Ford.

Klassieke petrolkragstasies het die ontwikkelaars gedwing om die idee om basters te skep vir baie dekades te laat vaar. Die belangstelling in groen vervoer het toegeneem met die aanvaarding van die Amerikaanse Wetsontwerp op die Bevordering van Elektriese Vervoer. Dit is in 1960 aangeneem.

Toevallig het die wêreldkrisis in 1973 uitgebreek. As Amerikaanse wette produsente nie aangemoedig het om te dink aan die ontwikkeling van bekostigbare omgewingsvriendelike motors nie, het die krisis hulle daartoe gedwing.

Die eerste volledige basterstelsel waarvan die basiese beginsel vandag nog gebruik word, is in 1968 deur TRW ontwikkel. Volgens die konsep was dit moontlik om 'n kleiner ys saam met die elektriese motor te gebruik, maar terselfdertyd het die krag van die masjien nie verlore gegaan nie, en het die werk baie gladder geword.

'N Voorbeeld van 'n volwaardige hibriedvoertuig is die GM 512 Hybrid. Dit word aangedryf deur 'n elektriese motor, wat die voertuig tot 17 km / h versnel. Teen hierdie spoed is die binnebrandenjin geaktiveer, wat die stelsel se werkverrigting verbeter, waardeur die spoed van die motor tot 21 km / h gestyg het. As daar vinniger moes gaan, is die elektriese motor afgeskakel en die motor is reeds op die petrolenjin versnel. Die spoedbeperking was 65 km / h.

VW Taxi Hybrid - nog 'n suksesvolle voorbeeld van 'n hibriede motor, is in 1973 aan die publiek voorgehou.

Tot nou toe probeer motorvervaardigers hibriede en geheel-elektriese stelsels op 'n vlak bring wat dit mededingend sal maak in vergelyking met klassieke binnebrandenjins. Alhoewel dit nog nie gebeur het nie, het baie verwikkelinge die miljarde dollars wat aan hul ontwikkeling bestee is, geregverdig.

Met die begin van die derde millennium het die mensdom 'n nuutjie genaamd Toyota Prius gesien. Die geesteskind van die Japannese vervaardiger het sinoniem geword met die konsep "hibriede motor". Baie moderne ontwikkelings word uit hierdie ontwikkeling geleen. Tot op hede is 'n groot aantal modifikasies van gekombineerde installasies gemaak, waardeur die koper die beste opsie vir homself kan kies.

Hoe hibriede motors werk

Moenie 'n hibriede motor met 'n volledige elektriese voertuig verwar nie. In sommige gevalle is die elektriese installasie betrokke. Byvoorbeeld, in die stadsmodus, as die motor in 'n verkeersknoop verkeer, lei die gebruik van 'n binnebrandenjin tot die oorverhitting daarvan, sowel as tot 'n toename in die vlak van lugbesoedeling. Vir sulke situasies word die elektriese installasie geaktiveer.

Volgens die ontwerp bestaan ​​die baster uit:

• Die hoofkrageenheid. Dit is 'n petrol- of dieselenjin.
• Elektriese motor. Daar kan verskillende wees, afhangende van die wysiging. Volgens die beginsel van aksie kan hulle ook anders wees. Sommige kan byvoorbeeld as 'n bykomende aandrywing vir die wiele gebruik word, en ander as 'n assistent vir die enjin as die motor stilstaan.
• Ekstra battery. In sommige motors het dit 'n klein kapasiteit waarvan die energiereserve voldoende is om die elektriese installasie vir 'n kort tydperk te aktiveer. In ander het hierdie battery 'n groot kapasiteit sodat voertuie vry van elektrisiteit kan beweeg.
• Elektroniese beheerstelsel. Gesofistikeerde sensors monitor die werking van die binnebrandenjin en analiseer die gedrag van die masjien aan die hand waarvan die elektriese motor geaktiveer / gedeaktiveer word.
• Omskakelaar. Dit is 'n omskakelaar van die benodigde energie wat van die battery na 'n driefasige elektriese motor kom. Hierdie element versprei ook die lading na verskillende nodusse, afhangende van die aanpassing van die installasie.
• Opwekker. Sonder hierdie meganisme is dit onmoontlik om die hoof- of bykomende battery te herlaai. Soos in gewone motors, word die kragopwekker aangedryf deur die binnebrandenjin.
• Herstelstelsels. Die meeste moderne basters is met so 'n stelsel toegerus. Dit "versamel" addisionele energie uit onderdele van die motor soos die remstelsel en onderstel (as die motor byvoorbeeld vanaf 'n heuwel ry, versamel die omsetter die vrygestelde energie in die battery).

Die baster kragstasies kan individueel of in pare bedryf word.

Skemas van werk

Daar is verskeie suksesvolle basters. Daar is drie belangrikste:

• konsekwent;
• parallel;
• reeks-parallel.

Seriële stroombaan

In hierdie geval word die binnebrandenjin gebruik as kragopwekker vir die werking van elektriese motors. In werklikheid het 'n petrol- of dieselenjin geen direkte verband met die transmissie van die motor nie.

Met hierdie stelsel kan lae enjins met 'n klein volume in die enjinruimte geïnstalleer word. Hul belangrikste taak is om die spanningsopwekker aan te dryf.

Hierdie voertuie is dikwels toegerus met 'n herstelstelsel wat meganiese en kinetiese energie omskakel in elektriese stroom om die battery te herlaai. Afhangend van die grootte van die battery, kan 'n motor 'n sekere afstand uitsluitlik op elektriese trekkrag aflê sonder om 'n binnebrandenjin te gebruik.

Die bekendste voorbeeld van hierdie kategorie basters is die Chevrolet Volt. Dit kan soos 'n gewone elektriese motor gelaai word, maar danksy die petrolenjin word die reeks aansienlik verhoog.

Parallelle stroombaan

In parallelle installasies werk die binnebrandenjin en die elektriese motor saam. Die taak van die elektriese motor is om die las op die hoofeenheid te verminder, wat lei tot aansienlike brandstofbesparings.

As die binnebrandenjin van die transmissie ontkoppel word, kan die motor 'n sekere afstand van die elektriese trekkrag aflê. Maar die belangrikste taak van die elektriese onderdeel is om die versnelling van die voertuig te verseker. Die hoofkrageenheid in sulke aanpassings is 'n petrolenjin (of diesel).

Wanneer die motor vertraag of beweeg van die werking van die binnebrandenjin, dien die elektriese motor as 'n kragopwekker om die battery te herlaai. Vanweë die werking van die binnebrandenjin benodig sulke voertuie nie 'n hoëspanningsbattery nie.

Anders as opeenvolgende basters, het hierdie eenhede 'n hoër brandstofverbruik, aangesien die elektriese motor nie as 'n aparte kragbron gebruik word nie. In sommige modelle, soos die BMW 350E iPerformance, is die elektriese motor in die ratkas geïntegreer.

'N Kenmerk van hierdie werkskema is 'n hoë wringkrag by lae krukasnelhede.

Seriële-parallelle stroombaan

Hierdie kring is ontwikkel deur Japannese ingenieurs. Dit word HSD (Hybrid Synergy Drive) genoem. In werklikheid kombineer dit die funksies van die eerste twee tipes kragstasies.

As die motor stadig in 'n verkeersknoop moet begin of ry, word die elektriese motor geaktiveer. Om energie teen hoë spoed te bespaar, is 'n petrolenjin (afhangend van die voertuigmodel) ingeskakel.

As u vinnig moet versnel (byvoorbeeld as u verbysteek) of die motor opdraand gaan, werk die kragstasie in parallelmodus - die elektriese motor help die binnebrandenjin, wat die las daarop verminder, en as gevolg daarvan bespaar brandstofverbruik.

Die planetêre aansluiting van 'n motorverbrandingsmotor dra 'n deel van die krag na die hoofrat van die transmissie oor, en 'n deel na die kragopwekker vir die herlaai van die battery of elektriese aandrywing. In so 'n skema word ingewikkelde elektronika geïnstalleer wat energie versprei volgens die situasie.

Die mees prominente voorbeeld van 'n hibried met 'n serie-parallelle dryfkrag is die Toyota Prius. Sommige modifikasies van bekende modelle wat in Japan vervaardig is, het egter reeds sulke installasies ontvang. 'N Voorbeeld hiervan is die Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h. Hierdie tegnologie is ook gekoop deur 'n paar Amerikaanse kommer. Die ontwikkeling het byvoorbeeld sy weg gevind na die Ford Escape Hybrid.

Hibriede totale tipes

Alle baster kragstasies word in drie tipes geklassifiseer:

• sagte baster;
• medium baster;
• volle baster.

Elkeen het sy eie funksie en unieke eienskappe.

Mikro baster kragstasie

Sulke kragstasies is dikwels toegerus met 'n herstelstelsel sodat kinetiese energie in elektriese energie omgeskakel word en na die battery teruggestuur word.

Die dryfmeganisme daarin is 'n aansitter (dit kan ook die funksie van 'n kragopwekker verrig). Daar is geen elektriese wielaandrywing in sulke installasies nie. Die skema word gebruik met gereelde aanvang van die binnebrandenjin.

Medium baster kragstasie

Sulke motors beweeg ook nie as gevolg van die elektriese motor nie. Die elektriese motor dien in hierdie geval as 'n assistent van die hoofkrageenheid wanneer die las toeneem.

Sulke stelsels is ook toegerus met 'n herstelstelsel wat gratis energie in die battery versamel. Medium baster-eenhede bied 'n doeltreffender hitte-enjin.

Volledige baster kragstasie

In sulke installasies is daar 'n kragopwekker wat deur 'n binnebrandenjin aangedryf word. Die stelsel word teen lae motorsnelhede geaktiveer.

Die doeltreffendheid van die stelsel word gemanifesteer in die teenwoordigheid van die "Start / Stop" -funksie wanneer die motor stadig in 'n verkeersknoop beweeg, maar by 'n verkeerslig moet u vinnig versnel. 'N Kenmerk van die volledige hibriede installasie is die vermoë om die binnebrandenjin af te skakel (die koppelaar is ontkoppel) en 'n elektriese motor aan te dryf.

Klassifikasie volgens graad van elektrifisering

Die volgende terme kan in die tegniese dokumentasie of in die naam van die motormodel voorkom:

• mikrobaster;
• ligte baster;
• volledige baster;
• plug-in baster.

Mikrobaster

In sulke motors word 'n konvensionele enjin geïnstalleer. Hulle word nie elektries aangedryf nie. Hierdie stelsels is óf toegerus met 'n begin / stop-funksie óf toegerus met 'n regeneratiewe remstelsel (as die battery herlaai word).

Sommige modelle is met albei stelsels toegerus. Sommige kenners meen dat sulke voertuie nie as bastervoertuie beskou word nie, omdat hulle slegs 'n petrol- of dieselkrageenheid gebruik sonder om in die elektriese aandrywingstelsel te skakel.

Ligte baster

Sulke motors beweeg ook nie weens elektrisiteit nie. Hulle gebruik ook 'n hitte-enjin, soos in die vorige kategorie. Met een uitsondering: die binnebrandenjin word ondersteun deur 'n elektriese installasie.

Hierdie modelle het nie 'n vliegwiel nie. Die funksie daarvan word uitgevoer deur 'n elektriese aansittergenerator. Die elektriese stelsel verhoog die terugslag van die lae-kragmotor tydens harde versnelling.

Volledige baster

Hierdie voertuie word verstaan ​​as voertuie wat 'n sekere afstand op elektriese trekkrag kan aflê. In sulke modelle kan enige hierbo genoemde verbindingskema gebruik word.

Sulke basters word nie vanaf die hoofleiding gelaai nie. Die battery word herlaai met energie van die regeneratiewe remstelsel en die kragopwekker. Die afstand wat met 'n enkele lading afgelê kan word, hang af van die battery se kapasiteit.

Hibriede inproppe

Sulke motors kan funksioneer as 'n elektriese voertuig of op 'n binnebrandenjin. Danksy die kombinasie van die twee kragstasies word ordentlike brandstofverbruik voorsien.

Aangesien dit fisies onmoontlik is om 'n omvangryke battery te installeer (in elektriese voertuie neem dit die plek in van 'n gastenk), kan so 'n baster tot 50 km op 'n enkele lading aflê sonder om te herlaai.

Voor- en nadele van hibriede motors

Op die oomblik kan die baster beskou word as 'n oorgangskakel van 'n hitte-enjin na 'n omgewingsvriendelike elektriese analoog. Alhoewel die uiteindelike doel nog nie bereik is nie, is daar danksy die bekendstelling van moderne innoverende ontwikkelings 'n positiewe tendens in die ontwikkeling van elektriese vervoer.

Aangesien basters 'n oorgangsopsie is, het dit positiewe en negatiewe punte. Die pluspunte sluit in:

• Brandstofverbruik. Afhangend van die werking van die kragpaar, kan hierdie aanwyser tot 30% of meer styg.
• Herlaai sonder om die hoofleiding te gebruik. Dit het moontlik geword danksy die kinetiese energieherstelstelsel. Alhoewel volle laai nie plaasvind nie, sal elektriese voertuie glad nie 'n stoppunt nodig hê as ingenieurs die omskakeling kan verbeter nie.
• Die vermoë om 'n motor met kleiner volume en krag te installeer.
• Elektronika is baie goedkoper as meganika, dit versprei brandstof.
• Die enjin oorverhit minder en brandstof word verbruik as u in verkeersknope ry.
• Die kombinasie van petrol / diesel en elektriese enjins stel u in staat om voort te gaan ry as die kragbron leeg is.
• Danksy die werking van die elektriese motor kan die binnebrandenjin stabieler en minder geraas werk.

Hybrid-tuig het ook 'n ordentlike lys van nadele:

• Die battery word vinniger onbruikbaar vanweë die groot aantal laai- / ontlaadsiklusse (selfs in sagte basterstelsels);
• Die battery is dikwels heeltemal leeg;
• Onderdele vir sulke motors is redelik duur;
• Selfherstel is byna onmoontlik, aangesien dit gevorderde elektroniese toerusting benodig;
• Basters kos duisende dollars meer as petrol- of dieselmodelle;
• Gereelde instandhouding is duurder;
• Komplekse elektronika benodig versigtige hantering, en foute wat voorkom, kan soms 'n lang reis onderbreek;
• Dit is moeilik om 'n spesialis te vind wat die werking van kragsentrales reg kan aanpas. As gevolg hiervan moet u gebruik maak van die dienste van duur professionele ateliers;
• Die batterye verdra nie noemenswaardige temperatuurskommelings nie en word self ontlaai.
• Ondanks die omgewingsvriendelikheid tydens die werking van die elektriese motor, is die produksie en weggooi van batterye baie besoedelend.

Vir basters en elektriese voertuie om 'n ware mededinger vir binnebrandenjins te word, is verbetering in kragbronne nodig (sodat dit meer energie stoor, maar terselfdertyd nie baie lywig is nie), sowel as vinnige laaistelsels sonder om die battery te benadeel. .

Vrae en antwoorde:

Wat is 'n hibriede voertuig? Dit is 'n voertuig waarin meer as een krageenheid by sy beweging betrokke is. Basies is dit 'n mengsel van 'n elektriese motor en 'n motor met 'n klassieke binnebrandenjin.

Wat is die verskil tussen 'n hibried en 'n konvensionele motor? ’n Hibriedmotor het die voordele van ’n elektriese motor (stil werking van die enjin en ry sonder om brandstof te gebruik), maar wanneer die batterylading daal, word die hoofkrageenheid (petrol) geaktiveer.