Что означает гибридный автомобиль

Что такое гибридный автомобиль. Плюсы и минусы гибридов.

В последние годы люди стали всерьез задумываться об экологии на планете. И автопроизводители охотно поддерживают данную тенденцию, создавая автомобили, работающие на экологически чистом топливе. Что касается электромобилей, все-таки, серьезно их пока что еще не рассматривают. Чего не скажешь о гибридных автомобилях, которые обретают все большую популярность.

Что такое гибридный автомобиль. Плюсы и минусы «гибрида».

Что же такое гибридный автомобиль? Слово гибрид происходит от латинского «hibrida», что означает – помесь. То есть организм, который получается при скрещивании генетически различных родительских форм. В нашем случае, родительские формы, это двигатель внутреннего сгорания, и электромотор. Одним предложением: гибридный автомобиль – это машина, работающая от системы «электродвигатель – двигатель внутреннего сгорания», обладающая высокой экономичностью. Питаться данный агрегат может как традиционным топливом, так и электроэнергией от аккумуляторов.

Каждый из двигателей обладает своей определенной функцией. К примеру: если автомобиль стоит, например в пробке, или движется медленно, будет работать электромотор. Когда же машина набирает ход, в дело вступает бензиновый двигатель.

Плюсы гибридных автомобилей.

Самый главный плюс гибридных автомобилей в том, что они очень экономичны. Как правило, расход топлива у них на 25% меньше, чем у автомобилей традиционной схемы. А в условиях постоянно растущих цен на бензин, этот пункт является самым важным.

Следующий по важности пункт, это экологичность. Гибриды наносят меньше урона нашей эко-системе, чем обычные машины. Достигается это путем более рационального расхода топлива. Также, при полной остановке автомобиля, бензиновый двигатель прекращает работу, отдавая инициативу электромотору. То есть при остановках, выбросов углекислого газа в атмосферу практически не происходит.

В отличие от батарей электромобиля, в гибридах, батареи могут подзаряжаться от бензинового мотора. Что делает его запас хода достаточно большим. Кроме того, он дольше обходится и без заправки бензином.

Многие думают, что гибриды, по характеристикам, намного уступают традиционным автомобилям. Это не так. Все необходимые характеристики (мощность, разгон от нуля до ста и так далее), у них, ничуть не хуже.

Лучше всего, гибридные авто чувствуют себя в городском цикле, в которых бывают очень частые остановки и двигатель много работает при холостом ходе. Практически, в городе он работает как электромобиль. Если говорить о смешанном цикле, то здесь особых преимуществ у них нет.

Toyota Prius — самый популярный «гибрид» в России.

Как было уже сказано, если автомобиль стоит на месте, то он переходит в режим работы электродвигателя. Что дает практически полную бесшумность.

Ну и заправляется гибридный автомобиль обычными углеводородами, то есть бензином. Все осуществляется стандартным способом, как и у традиционных авто.

Минусы гибридных автомобилей.

Не бывает ничего идеального, и здесь тоже есть свои минусы. И главный из них в том, что ремонт гибридных автомобилей обходится на порядок дороже, чем ремонт машины с традиционной комплектацией. Объясняется это сложностью конструкции устройства двигателя.

Также, из-за сложности в конструкции, сложно найти профессионалов, которые смогут заняться починкой двигателя.

Аккумуляторы, которыми укомплектованы гибриды, могут саморазряжаться. Кроме того, они не выдерживают больших перепадов температур, и срок их службы довольно ограничен.

Кроме того, пока неизвестно, как использованные аккумуляторы влияют на окружающую среду. Поэтому, и их утилизация является проблемой.

Несмотря на то, что плюсов у гибридных автомобилей все же больше, в России они пока не популярны. Одна из причин этого – цена. Стоимость самого популярного, в нашей стране, гибрида Toyota Prius, составляет от 1 200 000 рублей. А этот автомобиль является самым дешевым гибридом. Также, для массового покупателя планируют выпустить российскую разработку гибридного автомобиля, так называемый «Ё-Мобиль». Цена его может составить от 350 000 рублей. Однако данный проект был закрыт.

BMW ActiveHybrid X6 — самый мощный на сегодня гибридный автомобиль.

В связи с борьбой за экологию, во всем мире покупателей стимулируют приобретать гибриды. Так, в США существует ряд налоговых льгот для владельцев таких авто, и даже бесплатные парковочные места. В нашей стране также собираются вводить подобные законы. В частности, уменьшение пошлин на ввоз гибридных автомобилей.

Двигатели, работающие на углеводородах, медленно, но верно будут терять свои позиции. И гибриды, это один из таких шагов. Однако, пока цены на них останутся на прежнем уровне, спрос на них будет небольшой.

Источник статьи: http://www.driver-motors.ru/aboutauto/chto-takoe-gibridnyj-avtomobil-plyusy-i-minusy-gibridov/

Гибриды: какими они бывают и зачем вообще нужны

Сегодня гибридная версия, а зачастую и не одна, есть у многих автомобилей разных классов и разной стоимости – будь то маленькая Toyota Yaris, роскошный Range Rover или супербыстрый Ferrari. В них электромотор, дополняющий обычный ДВС, экономит топливо и/или улучшает динамику. Но не все гибриды одинаково полезны. Разбираемся, какими они бывают.

За годы, прошедшие с появления первых гибридных автомобилей, сложилась довольно стройная система их классификации – по конструкции электрической части комбинированного силового агрегата. У каждого класса есть свои преимущества и недостатки, различаются они и эффективностью.

Первый массовый гибрид — Toyota Prius 1997 года. Его конструкция была революционной, но красотой автомобиль не блистал

1. Микрогибриды

Micro hybrids — базовая ступень классификации. В таких автомобилях электричество ещё не помогает традиционному двигателю, а, скорее, не мешает тому работать. Впрочем, несмотря на скромные возможности, маркетологи не стесняются присваивать таким системам звучные имена (например, в BMW она называется EfficientDynamics).

Ключевой компонент подобной силовой установки — «умный» генератор. Он отключается на разгонах, минимизируя нагрузку на ДВС, а нужную другим агрегатам машины электроэнергию старается вырабатывать только при замедлении хода. Система простая, и ей легко оснастить любой современный автомобиль, ведь микроконтроллер «умного» заряда может устанавливаться прямо на клемму аккумулятора.

И уж совсем формально к микрогибридным технологиям причисляют систему Start-Stop, которая автоматически глушит двигатель при остановках автомобиля, дополнительно снижая расход топлива и выбросы в атмосферу.

Плюсы: простота, низкая цена, не увеличивает массу автомобиля
Минусы: минимальная эффективность, для системы Start-Stop нужны более сложные и дорогие стартер и АКБ
Заявленная экономия топлива: 2–5%
Где встречается: Mini Cooper, BMW 1 серии, Mazda6

2. «Мягкие» гибриды

Следующий уровень гибридности – Mild hybrids (MHEV). В них электромотор уже реально помогает ДВС, улучшая динамику автомобиля. Но двигаться только на электротяге такая машина ещё не может.

Основа «мягкого» гибрида — электромотор двойного действия, соединённый с бензиновым двигателем. При торможении он вырабатывает электроэнергию, а на разгоне, наоборот, тратит её, увеличивая крутящий момент на коленвалу ДВС.

Обычно этот электромотор называют стартер-генератором — он с успехом заменяет оба эти узла. Попутно с его помощью реализуется более продвинутая система Start-Stop, когда бензиновый двигатель глушится ещё до полной остановки автомобиля.

Приборы гибридов часто делают футуристичными, подчёркивая их статус «автомобилей будущего»

Вариантов компоновки стартер-генератора два. Либо его устанавливают вместо обычного генератора, только с более мощным приводным ремнём и двумя натяжными роликами, либо заменяют электродвигателем маховик. Кроме того, «мягкому» гибриду уже нужна дополнительная батарея небольшой ёмкости, способная накапливать электроэнергию, вырабатываемую при торможениях.

Использовать эту энергию можно и не напрямую. Например, в мощных Audi 48-вольтовая батарея питает электрический нагнетатель воздуха, увеличивающий отдачу дизеля.

Плюсы: прибавка динамики, лёгкость внедрения, относительная дешевизна
Минусы: неоптимальная конструкция — большая часть энергии тратится на вращение ДВС
Заявленная экономия топлива: 5–10%
Где встречается: Range Rover Evoque, Audi A6, A7, A8, Ferrari LaFerrari

3. «Полные» гибриды

Логично было сделать следующий шаг — и дать возможность электромотору самому приводить машину в движение. Автомобиль, способный проехать хотя бы небольшую дистанцию только на электричестве, относят к классу Full hybrids (FHEV).

Маленькая дистанция для автомобиля — большие хлопоты для инженеров. Полноценные гибриды намного сложнее по конструкции, чем «умеренные». Электромотор тут соединён с ДВС не постоянно: между ними приходится устанавливать сцепление или муфту. Они дают гибриду возможность двигаться с заглушенным двигателем и эффективнее накапливать электроэнергию при торможениях.

Даже у Porsche Cayenne есть полноценная гибридная версия с запасом хода около 50 километров.

Для езды на электричестве нужна более ёмкая батарея — причём высоковольтная. Ей, в свою очередь, требуются мощные инвертер, контроллер, преобразователь напряжения (для питания остальной электроники), а то и собственная система охлаждения. Наконец, приходится переводить на электропитание «периферию», необходимую машине во время движения, — компрессор кондиционера, усилитель руля и тормозов, кондиционер.

В итоге FHEV-версия автомобиля оказывается заметно тяжелее и дороже обычной, работающей только на бензине или солярке. Но и экономия топлива уже получается солидной. А в сравнении с «мягкими» гибридами здесь электромотор даёт и более заметную прибавку к динамике — конечно, если на маршруте достаточно торможений, чтобы зарядить большую батарею…

Плюсы: выше эффективность и/или прибавка в динамике
Минусы: большой вес, сложность конструкции, дороговизна
Заявленная экономия топлива: 15–25%
Где встречается: Infiniti Q50 Hybrid, Porsche Cayenne S Hybrid, Range Rover Hybrid

4. Электрополноприводные гибриды

Ещё один вариант FHEV-гибрида, в котором ДВС и электромотор приводят каждый свою ось. Например, обычный 4-цилиндровый дизель с «роботом» вращает передние колёса, а электрический двигатель с собственным редуктором — задние.

Такая схема позволяет взять недорогую версию любого автомобиля и относительно малой кровью превратить её не только в гибридную, но и в полноприводную! Доработки ДВС почти не требуются, а заднюю часть гибрида в любом случае приходится модифицировать для размещения батареи.

Плюсы: относительная простота конструкции, полный привод, меньшая цена
Минусы: ниже эффективность, уменьшается багажник, вес ещё больше
Заявленная экономия топлива: до 20%
Где встречается: Peugeot 3008 Hybrid4, Mazda Demio e-4WD

5. Последовательные гибриды

Большинство гибридов относятся к параллельным – когда ДВС и электромотор могут толкать автомобиль вместе или по одиночке. Но существуют и последовательные гибриды. Точнее, существовали: среди легковых автомобилей такие агрегаты широкого распространения не получили.

Это Lohner-Porsche – первый в мире гибрид, созданный в 1901 году. Фердинанд Порше использовал последовательную схему: у машины были мотор-колёса и ДВС, вращавший генератор

В них ДВС не соединён ни с одной из осей, а только с генератором, вырабатывающим электроэнергию. Электричество использует тяговый электромотор (или электромоторы), вращающий колёса. В системе также есть батарея, которая накапливает энергию при рекуперативном торможении и повышает отдачу силовой установки при пиковых нагрузках.

В теории экономия топлива при такой схеме может быть выше, чем при параллельной. Во-первых, нет тяжёлой трансмиссии, на вращение которой тратится энергия. Во-вторых, ДВС работает с постоянными оборотами в самом оптимальном режиме.

Но на практике последовательные гибриды оказались неудобными в эксплуатации из-за особенностей характера электродвигателей. С ростом оборотов у них быстро падает тяга, и автомобилю трудно развить высокую скорость. Поэтому инженерам приходится ставить мощный электромотор и ёмкую батарею… которую проще заряжать от розетки, чем маленьким генератором на борту.

Плюсы: относительно малый вес, простота силовой установки
Минусы: неоптимальные ездовые характеристики, цена
Заявленная экономия топлива: н/д
Где встречается: Fisker Karma, BMW i3 REX

6. Последовательно-параллельные гибриды

В девяностые компания Toyota придумала оригинальный силовой агрегат, объединяющий в себе последовательную и параллельную схемы. Он стал основой революционного хэтчбека Toyota Prius — первого в мире серийного гибрида. Силовая установка Приуса состояла из бензиновой «четвёрки» и сразу двух электромоторов, а также планетарного редуктора, соединяющего их между собой.

Сегодня Toyota Prius выпускается в версиях обычного и подзаряжаемого гибрида. Есть и версия поменьше (Prius C), и побольше — компактвэн (Prius V)

В этой схеме удалось совместить сразу все сценарии: эффективно накапливать электроэнергию при рекуперативном торможении, ехать только на бензине или только на электричестве, задействовать оба источника энергии вместе и даже заряжать батарею от ДВС, когда автомобиль неподвижен. Более того, такому гибриду не нужна коробка передач: «планетарка» с электромоторами выполняют роль бесступенчатой трансмиссии.

Сегодня выпускается уже четвёртое поколение гибридного силового агрегата. Под фирменным названием Hybrid Synergy Drive (HSD) его устанавливают не только в Prius, но и в остальные гибриды Toyota и Lexus.

Возможно, идея HSD получила бы ещё более широкое распространение, но она защищена патентами Тойоты (которая и сама была вынуждена судиться из-за конструкции оригинальной трансмиссии). Чтобы обойти их, концернам GM, Daimler и BMW, объединившимся в рамках проекта Global Hybrid Cooperation, пришлось сделать намного более сложную схему с двумя электромоторами и аж четырьмя пакетами фрикционов.

Источник статьи: http://mag.auto.ru/article/hybrids/