Что такое гибридный двигатель плюсы и минусы

Преимущества и недостатки гибридных автомобилей

Г ибридные автомобили становятся все более популярными и более распространенными. И это вполне понятно, ведь современный гибрид способен привнести качественно новый опыт для владельца. Кроме того, гибриды – это качественно новый виток эволюции автомобильной техники, которая уже давно ждала инноваций. Тем не менее, сегодня мир автомобилистов разделился на два лагеря. Один из них утверждает, что гибриды – это будущее автомобильного мира, а другой – просто не признает автомобиль, который может использовать в качестве топлива что-то другое, кроме дизеля или бензина. Именно поэтому мы решили подготовить для вас материал, в котором постараемся указать все плюсы и минусы владения гибридным автомобилем. Итак, давайте приступать.

Как работает гибридный автомобиль

Что такое гибридный автомобиль? Это автомобиль, который использует два или более двигателя, то есть электродвигатель и обычный двигатель (бензиновый или дизель). Электрический двигатель работает на более низких скоростях, а двигатель внутреннего сгорания — на более высоких. Гибридный автомобиль, такой как Toyota Prius и Civic Hybrid, не только экономит топливо, но и сокращает выбросы углекислого газа.

Хотя технология гибридов существует с начала 1900-х годов, она получила массовое распространение только в последнее десятилетие или около того. Существуют также правительственные программы стимулирования покупки гибридов, которые используют кредиты и специальные скидки для поддержки покупки и использования гибридных автомобилей. Многие города переводят свои общественные коммунальные транспортные средства на гибридные двигатели в рамках программы заботы об экологичности

В то время как большинство людей связывают гибридные транспортные средства с видом энергии, которая используется в качестве основного альтернативного топлива, теперь доступно больше вариантов гибридов. Есть автомобили, которые используют гибридные технологии с пропаном и природным газом. Гибридный автомобиль лучше всего определяется как транспортное средство с двигателем, который может переключаться между ископаемым топливом и альтернативным источником топлива.

Срок службы аккумулятора гибридного автомобиля

Батареи в современных гибридах рассчитаны на срок не менее 150 000 километров. Некоторые могут даже продержаться до 250 000 км пробега и более. Если вы являетесь первоначальным владельцем гибридного автомобиля, скорее всего, вам не придется заменять аккумулятор на протяжении довольно длительного времени, потому что изнашивается он очень медленно.

Тем не менее, гибридные батареи не защищены от влияние окружающей среды и законов физики. Как и любая другая часть автомобиля, они могут неожиданно выйти из строя. Вот почему автопроизводители предоставляют длительные гарантии на батарейный блок. Например, батарейный блок в Toyota Prius имеет гарантию на 150 000 километров. Honda и Ford дают гарантию на 100 000 километров пробега. Поэтому, можно с уверенностью сказать, что замена батареи – это редкое событие в мире гибридных электрокаров.

Если вы столкнулись с заменой батареи, не нужно паниковать. Стоимость нового батарейного блока для разных моделей гибридов продолжает снижаться и теперь составляет около 3000 долларов США. Но помните, что замена аккумулятора должна быть произведена профессионалам. Существуют строгие правила по обращению и утилизации старых батарей, которые могут быть источником опасных веществ.

Что касается самой замены, то очень немногие сторонние механики имеют необходимые навыки для решение этой задачи. Почти все замены выполняются сегодня дилерами, у которых есть опыт и нужное оборудование, чтобы сделать это правильно. Новые батареи, установленные официальным дилером, поставляются с полной гарантией, что является довольно существенным моментом.

Хотя существует много теорий о том, как продлить срок службы батарей гибрида, они очень малоэффективны. Простое поддержание вашего автомобиля в соответствии с рекомендациями — это лучший способ гарантировать, что ваш аккумулятор останется здоровым как можно дольше.

Когда вы узнаете, что пришло время для новой батареи? Тут все просто, ведь ваш автомобиль скажет вам об этом. Благодаря тому, что современные гибриды работают под пристальным слежением бортового компьютера, вы всегда будете в курсе не только того, что ваша батарея требует замены, но и сможете оперативно узнать о любых проблемах с вашим авто.

Проблемы гибридных автомобилей

Большинство людей полагают, что гибридные автомобили обладают меньшей мощностью, чем обычные автомобили, что делает их не идеальными транспортными средствами при движении по горам или буксировке. Но это самое главное заблуждение. Недостатки будут зависеть от того, какой тип гибридного топлива используется вашим автомобилем. Ниже перечислены некоторые недостатки:

Меньше мощности. Гибридные автомобили используют два независимых двигателя, причем бензиновый двигатель выступает в качестве основного источника энергии. Два двигателя в автомобиле означают, что ни бензиновый двигатель, ни электродвигатель не будут такими же мощными, как в обычных бензиновых или электрических транспортных средствах. В результате получается меньше мощности, что делает автомобили непригодными для динамичного ускорения.

Дорогая покупка. Первым сдерживающим фактором для многих людей является высокая цена гибридных автомобилей, стоимость которых в среднем на пять-десять тысяч долларов больше, чем у обычных автомобилей. Тем не менее, это одноразовая инвестиция, которая оправдает себя на протяжении длительного времени.

Сложные в обращении. Гибридные автомобили располагают большим количеством узлов, чем обычное авто. Дополнительный вес в транспортных средствах снижает топливную экономичность. Поэтому в гибридах приходится идти на компромисс и снижать объем двигателя и уменьшать батареи.

Высокие эксплуатационные расходы. Ремонт и техническое обслуживание этих автомобилей может оказаться громоздким из-за двойных двигателей, непрерывного развития технологий и высоких затрат на техническое обслуживание. Поскольку использование гибридных автомобилей в качестве потребительских автомобилей является довольно новым, это может быть не самая простая задача — найти механика с необходимым опытом.

Батареи под высоким напряжением. В случае аварии высокое напряжение, содержащееся в батареях, может оказаться смертельным. Наличие такого высокого напряжения увеличивает риск того, что пассажиры могут сильно пострадать от электричества. Кроме того, также усложняется работа спасателей в случаи аварии.

Преимущества гибридных автомобилей

Переход на гибридный автомобиль имеет много преимуществ. Вот некоторые из них.

Экологичность. Одна из основных причин, по которой общественные и частные организации переходят на гибридные транспортные средства, заключается в том, что они работают на экологически чистых источниках. Электродвигатель и бензиновый двигатель при совместной работе снижают расход топлива, экономя ваш бюджет.

Экономичный. Для продвижения гибридных автомобилей правительства многих стан выделяют несколько кредитов для тех, кто хочет перейти на гибридную альтернативу. Они также подлежат освобождению от платы за проезд на платных дорогах и значительно меньше налоговых платежей ежегодно в дополнение к низким расходам на топливо.

Меньшая зависимость от ископаемого топлива. С помощью электродвигателя гибридное транспортное средство нуждается в меньшем количестве ископаемого топлива, что приводит к снижению выбросов и снижению зависимости от ископаемого топлива. Из-за этого также можно ожидать снижение цен на бензин.

Регенеративная тормозная система. Интересная вещь о гибридных автомобилях заключается в том, что каждый раз, когда вы применяете тормоза во время вождения, электрическая батарея немного подзаряжается.

Более высокая стоимость перепродажи. Поскольку бензин становится все дороже, все больше людей переходят на гибридные автомобили. Это привело к значительному увеличению стоимости перепродажи таких транспортных средств. Если вы переключитесь на гибридный автомобиль и не удовлетворены им, вы всегда можете перепродать его кому-то, кто ищет подобное авто, и получить довольно высокую цену.

Что такое гибридный автомобиль: характеристики, плюсы и минусы

Количество гибридных автомобилей в автосалонах и на улицах растет ежегодно, но большое количество потребителей все еще имеет об их сущности лишь приблизительное представление. Авто24 попытается «на пальцах» объяснить главные вещи о гибридах.

Автомобиль-гибрид – это автомобиль с силовой установкой, которая сочетает в себе источники механической энергии нескольких типов. В Украине (и в мире в целом) в продаже есть только серийные гибридные автомобили с сочетанием бензинового (иногда – дизельного – Mercedes и BMW) и электрического двигателей. Но между ними есть разница: ДВС и электромотор могут активироваться по-разному.

Большинство современных гибридов построены на базе классических авто, но есть исключения – прежде всего, это несколько поколений Toyota Prius.

Преимущества и недостатки гибридов

Плюсы

• Плавное движение на малой скорости
• Экономия топлива (по сравнению с чистым ДВС)
• Возможность движения на электротяге (не у всех)

Минусы

Напомним, что гибридные авто, грубо говоря, по сути промежуточный вариант на этапе перехода к электромобилям – до тех пор, пока тяговые батареи не будут усовершенствованы до того, что электротяга сможет приводить автомобиль без «подстраховки» обычным бензиновым (дизельным) двигателем.

Полный гибрид – FHEV (Full hybrid)

Это на сегодня наиболее распространенный в Украине гибридный автомобиль. Он имеет достаточно мощный ДВС и также самодостаточный электропривод, которые передают свою мощность на колеса или поочередно, или одновременно. Важный признак того, что автомобиль имеет полноценную гибридную силовую установку, это его возможность хотя бы несколько километров проехать на одном лишь электроприводе. Это значит, что машина имеет достаточно большую (большой емкости) тяговую батарею и электродвигатель с достаточной мощностью и системой охлаждения.

Типичный гибрид имеет мощный бензиновимй мотор и электропривод, который не только помогает ДВС при разгоне, но и может сам некоторое время приводить машину в действие

Подзаряжаемый гибрид – PHEV (Plug-in Hybrid)

По нашему мнению, это один из самых полезных гибридов – такая машина может несколько десятков километров двигаться как электромобиль. То есть, зарядив аккумулятор за ночь дома, владелец может доехать утром до работы на электроприводе. И если есть возможность зарядить батарею и на работе, то и домой он поедет на электротяге.

Наиболее целесообразный сегодня гибрид – типа PHEV (Plug-in), который имеет большую тяговую батарею с возможностью подзарядки от электросети

А уж для более длительных поездок – на уикенд, на дачу, или, скажем, в супермаркет, машина автоматически подключит ДВС, который начнет подзаряжать батарею или приводить в действие колеса. С технической точки зрения гибрид PHEV (подзаряжаемый или подключаемый), аналогичный полному гибриду FHEV, но PHEV стоит заметно дороже – из-за батареи большой емкости.

Микрогибрид – Mild-Hybrid

Электропривод такого гибрида гораздо проще, чем у других типов. Однозначно основной двигатель у него – ДВС, а небольшой электродвигатель является вспомогательным, электроника активирует его, когда требуется большая отдача от силового агрегата – при динамичных ускорениях, на обгоне и тому подобное.

Самые простые гибриды запасают в небольшую 48-вольтовую батарею энергию, полученную от рекуперации при торможении, и тратят ее при разгонах

Тяговая батарея в Mild-гибридов совсем небольшая, одного ее заряда хватает всего на несколько энергичных разгонов. Заряжается она за счет рекуперации при торможении и вообще замедления автомобиля. В Украину гибриды такого типа официально тоже поставляются, например, такими являются Audi RS Q8 и Infiniti Q60.

Рекомендация Авто24

Если у вас есть мысль приобрести гибридный автомобиль, советуем прежде всего выяснить две вещи: для чего вам нужен именно такой силовой агрегат и реальные возможности конкретной модели, на которую вы положили глаз. И только потом принимайте решение о покупке.

Автомобили с гибридным двигателем, плюсы и минусы, принцип работы

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.

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».

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.
» alt=»»>

Гибридный автомобиль: схемы гибридных силовых агрегатов, преимущества и недостатки, перспективы развития

Гибридный автомобиль – транспортное средство, которое оснащено разными типами двигателей — электрическим и бензиновым. При этом каждый из установленных двигателей предусмотрен для выполнения своей конкретной цели. Так для медленной езды или работы на холостом ходу, в автомобиле задействован электродвигатель; для развития высокой скорости – бензиновый двигатель.

Схемы силовых установок

Схемы силовых установок в гибридных автомобилях определяют вариант взаимодействия электродвигателя с бензиновым двигателем. Выделяют три схемы установок: параллельная, последовательная и последовательно-параллельная. Рассмотрим более детально каждую из них.

Параллельная схема

Электродвигатель и бензиновый двигатель соединяются с колесами автомобиля, что даем возможность использовать их как одновременно, так и по отдельности. Это возможно благодаря использованию управляемых муфт, которые соединяют два типа двигателей с коробкой передач. Эта схема отличается простотой использования и доступной ценой.

Зачастую параллельная схема применяется в гибридных автомобилях Honda, BMW, Volkswagen, Hyundai.

Последовательная схема

При данной схеме установок автомобиль заводится от электродвигателя, а вот бензиновый двигатель соединен исключительно с генератором для своевременной подпитки электробатареи. Другими словами, бензиновый двигатель питает электродвигатель, запускающий в свою очередь вращение колес.

Последовательная схема используется в гибридных автомобилях Chevrolet и Opel. Обслуживание Chevrolet, а также других марок можно осуществить в автосервисе MaDCaT Customs.

Последовательно-параллельная схема

Подобная схема установок предполагает возможность соединения двух типов двигателей и колес при помощи планетарного редуктора. В последовательно-параллельную схему дополнительно устанавливается генератор, обеспечивающий питание электродвигателя.

Схема реализуется в гибридных автомобилях Toyota.

История появления гибридных автомобилей

Первый гибридный автомобиль был разработан в 1900 году конструктором Ф.Порше. В Соединенных Штатах в середине прошлого столетия разработкой гибридных моделей автомобилей занимался конструктор В.Воук.

В СССР разработка и производство автомобилей гибридного типа была возложена на советского конструктора Н.Гулиа.

Преимущества гибридного автомобиля

Автомобили гибридного типа имеют множество преимуществ, выделяющих их среди других транспортных средств.

• Гибриды более экономичны по сравнению со своими традиционными бензиновыми аналогами. Экономия топлива может достигать 30%.
• Автомобили производят меньше выхлопных газов при рациональном использовании бензинового двигателя.
• Гибридные автомобили по своим эксплуатационным характеристикам не уступают традиционным автомобилям.
• Электродвигатели гибридов более совершенны по сравнению с электродвигателями электромобилей, что делает их экономически выгодными в эксплуатации.
• Автомобиль может обеспечить больший пробег по сравнению с традиционными транспортными средствами и электромобилями.
• В городских условиях гибриды можно использовать как электромобили.

Недостатки гибридного автомобиля

Впрочем, как и любой другой тип транспорта, гибриды имеют и явные недостатки.

• Проблемы, связанные с правильной и безопасной утилизацией аккумуляторов. Вопрос утилизации подобных аккумуляторов остается одним из первостепенных при производстве гибридов.
• Завышенная стоимость аккумулятора, который используется в гибридном автомобиле, при его ограниченном сроке службы.
• Ремонт и техническое обслуживание гибридов дорогостоящее удовольствие, по сравнению с обслуживанием автомобилей традиционного типа.
• Сложное устройство автомобилей не позволяет осуществлять ремонт самостоятельно, что удорожает их процесс эксплуатации.

Перспективы развития гибридных автомобилей

Несмотря на имеющиеся недостатки, рынок гибридных автомобилей ежегодно увеличивается. Производители постоянно работают над модернизацией аккумуляторов и конструкции автомобиля в целом, вследствие чего снижается стоимость и увеличивается срок службы гибридов.

Появляются модели с турбинными силовыми установками, КПД которых может достигать 70-75%. Интересным и достаточно перспективным является направление развития гибридных автомобилей оснащенных паровыми турбинами, что позволит использовать различные виды топлива.