Hoe 'n hibriede enjin werk, die voor- en nadele van 'n ekonomiese motor
inhoud
Die opkoms van hibriede voertuie het 'n gedwonge maatstaf van motorvervaardigers geword in die oorgang van binnebrandenjins (ICE) op koolwaterstofbrandstowwe na skoner kragsentrales. Tegnologie het nog nie die skepping van 'n volwaardige elektriese motor, 'n brandstofselmotor of enige ander toegelaat uit 'n groot lys van teoreties moontlike rigtings vir die ontwikkeling van outonome vervoer nie, en die behoefte het reeds volwasse geword.
Regerings het die motorbedryf sterk begin onderdruk met omgewingsvereistes, en verbruikers wou 'n kwalitatiewe stap vorentoe sien, en nie nog 'n mikroskopiese verbetering van 'n motor wat al meer as 'n eeu bekend is op een van die olieraffineringsprodukte nie.
Watter motor word 'n "baster" genoem
Die krageenheid van die tussenstadium het begin om 'n kombinasie te wees van 'n reeds bewese ontwerp van 'n binnebrandenjin en een of meer elektriese motors.
Die elektriese deel van die vastrapeenheid word aangedryf deur kragopwekkers wat meganies gekoppel is aan 'n gasenjin of dieselenjin, batterye en 'n herwinningstelsel wat energie wat tydens voertuigrem vrygestel word, na die aandrywing terugstuur.
Al die talle skemas vir die praktiese implementering van die idee word basters genoem.
Soms mislei vervaardigers klante deur basterstelsels te bel waar die elektriese aandrywing slegs gebruik word om die hoofmotor in aansit-stop-modus te begin.
Aangesien daar geen verband is tussen elektriese motors en wiele en die moontlikheid om op elektriese traksie te ry nie, is dit verkeerd om sulke motors aan hibriede toe te skryf.
Die beginsel van werking van hibriede enjins
Met al die verskeidenheid ontwerpe het sulke masjiene algemene kenmerke. Maar die verskille is so groot uit 'n tegniese oogpunt dat dit in werklikheid verskillende motors is met hul eie voor- en nadele.
toestel
Elke baster sluit in:
- binnebrandenjin met sy transmissie, aan boord laespanning kragtoevoernetwerk en brandstoftenk;
- traksie motors;
- bergingsbatterye, meestal hoogspannings, wat bestaan uit batterye wat in serie en parallel gekoppel is;
- kragbedrading met hoëspanningskakeling;
- elektroniese beheereenhede en boordrekenaars.
Om te verseker dat alle werkwyses van 'n geïntegreerde meganiese en elektriese transmissie gewoonlik outomaties plaasvind, word slegs algemene verkeersbeheer aan die bestuurder toevertrou.
Skemas van werk
Dit is moontlik om die elektriese en meganiese komponente op verskillende maniere aan mekaar te koppel; met verloop van tyd het goed gevestigde spesifieke, dikwels gebruikte skemas uitgestaan.
Dit is nie van toepassing op die latere klassifikasie van die aandrywing volgens die spesifieke aandeel van elektriese traksie in die algehele energiebalans nie.
konsekwent
Die heel eerste skema, die mees logiese, maar nou min gebruik in motors.
Sy hooftaak was om in swaar toerusting te werk, waar kompakte elektriese komponente 'n lywige meganiese transmissie suksesvol vervang het, wat ook baie moeilik is om te beheer. Die enjin, gewoonlik 'n dieselenjin, word uitsluitlik op 'n elektriese kragopwekker gelaai en is nie direk aan die wiele gekoppel nie.
Die stroom wat deur die kragopwekker opgewek word, kan gebruik word om die vastrapbattery te laai, en waar dit nie voorsien word nie, word dit direk na die elektriese motors gestuur.
Daar kan een of meer van hulle wees, tot installasie op elke wiel van 'n motor volgens die beginsel van die sogenaamde motor-wiele. Die hoeveelheid stukrag word gereguleer deur die krag elektriese eenheid, en die binnebrandenjin kan voortdurend in die mees optimale modus werk.
Parallel
Hierdie skema is nou die algemeenste. Daarin werk die elektriese motor en binnebrandenjin vir 'n gemeenskaplike transmissie, en die elektronika reguleer die optimale verhouding van energieverbruik deur elk van die aandrywers. Albei enjins is aan die wiele gekoppel.
Die herstelmodus word ondersteun wanneer, tydens rem, die elektriese motor in 'n kragopwekker verander en die stoorbattery herlaai. Vir 'n geruime tyd kan die motor net op sy lading beweeg, die hoof binnebrandenjin is gedemp.
In sommige gevalle word 'n battery met aansienlike kapasiteit gebruik, toegerus met die moontlikheid van eksterne laai vanaf 'n huishoudelike AC-netwerk of 'n gespesialiseerde laaistasie.
Oor die algemeen is die rol van batterye hier klein. Maar hul skakeling is vereenvoudig, gevaarlike hoogspanningstroombane is nie hier nodig nie, en die massa van die battery is baie minder as dié van elektriese voertuie.
gemeng
As gevolg van die ontwikkeling van elektriese aandryftegnologie en bergingskapasiteit, het die rol van elektriese motors in die skep van trekkrag toegeneem, wat gelei het tot die opkoms van die mees gevorderde serie-parallelle stelsels.
Hier word vanaf stilstand begin en teen lae snelhede beweeg op elektriese traksie, en die binnebrandenjin word slegs gekoppel wanneer 'n hoë uitset vereis word en wanneer die batterye uitgeput is.
Albei motors kan in aandryfmodus werk, en 'n weldeurdagte elektroniese eenheid kies waar en hoe om energievloei te rig. Die bestuurder kan dit op die grafiese inligtingskerm volg.
’n Bykomende kragopwekker word gebruik, soos in ’n seriestroombaan, wat energie aan elektriese motors kan verskaf of ’n battery kan laai. Die remenergie word herwin deur die agterkant van die vastrapmotor.
Dit is hoe baie moderne basters gerangskik is, veral een van die heel eerste en bekendes - Toyota Prius
Hoe werk 'n hibriede enjin op die voorbeeld van Toyota Prius
Hierdie motor is nou in sy derde generasie en het 'n sekere mate van perfeksie bereik, hoewel mededingende basters steeds die kompleksiteit en doeltreffendheid van ontwerpe verhoog.
Die basis van die aandrywing hier is die beginsel van sinergie, waarvolgens 'n binnebrandenjin en 'n elektriese motor in enige kombinasie kan deelneem om wringkrag op die wiele te skep. Die parallelisme van hul werk verskaf 'n komplekse meganisme van die planetêre tipe, waar die kragvloei gemeng word en deur die ewenaar na die dryfwiele oorgedra word.
Begin en begin versnelling word deur 'n elektriese motor uitgevoer. As die elektronika bepaal dat sy vermoëns nie genoeg is nie, word 'n ekonomiese petrolenjin wat op die Atkinson-siklus werk, gekoppel.
In konvensionele motors met Otto-motors kan so 'n termiese siklus nie gebruik word nie as gevolg van verbygaande toestande. Maar hier word hulle deur 'n elektriese motor voorsien.
Die luiermodus is uitgesluit, as die Toyota Prius outomaties die binnebrandenjin aansit, word daar dadelik werk daarvoor gekry, om te help versnel, die battery te laai of lugversorging te verskaf.
Deur voortdurend 'n vrag te hê en teen optimale spoed te werk, verminder dit petrolverbruik, en is op die mees voordelige punt van sy eksterne spoedkenmerk.
Daar is geen tradisionele aansitter nie, aangesien so 'n motor slegs aangeskakel kan word deur dit tot 'n aansienlike spoed te laat draai, wat is wat 'n omkeerbare kragopwekker doen.
Batterye het verskillende kapasiteite en spannings, in die mees komplekse herlaaibare weergawe van die PHV is dit reeds redelik algemeen vir elektriese voertuie 350 volt by 25 Ah.
Voor- en nadele van basters
Soos enige kompromie, is hibriede minderwaardig as suiwer elektriese voertuie en die gewone klassieke olie-aangedrewe voertuie.
Maar terselfdertyd gee hulle 'n wins in 'n aantal eiendomme, vir iemand wat as die belangrikste optree:
- vereenvoudiging van die middele wat gebruik word om skadelike emissies van binnebrandenjins te bekamp;
- die bereiking van 'n mate van brandstofverbruik, hoe omstrede ook al;
- die moontlikheid van beweging op suiwer elektriese traksie waar die gebruik van binnebrandenjins verbied word;
- 'n redelik eenvoudige verhoging in die verklaarde kapasiteit;
- die onmoontlikheid om, anders as 'n elektriese motor, sonder energie weg van die elektriese netwerk te bly.
Al die nadele word geassosieer met die komplikasie van tegnologie:
- die behoefte aan bekwame personeel wat spesiaal opgelei is om met basters te werk;
- 'n toename in die massa van die voertuig, wat ook brandstof verbruik;
- hoër prys van die motor;
- verlies aan elektriese voertuie as gevolg van die behoud van die binnebrandenjin en alles wat daarmee verband hou;
- steeds onvoldoende ontwikkelde tegnologieë en die gebrek aan 'n verenigde benadering tot ontwerp;
- swak omgewingsvriendelikheid in die vervaardiging van batterye en die wegdoen daarvan.
Dit is moontlik dat die produksie van hibriede sal voortgaan na die volledige verdwyning van klassieke motors.
Maar dit sal slegs gebeur as 'n enkele kompakte, ekonomiese en goed beheerde koolwaterstofbrandstofenjin geskep word, wat 'n goeie toevoeging tot die elektriese motor van die toekoms sal wees, wat sy steeds onvoldoende outonomie aansienlik sal verhoog.
