Что значит двигатель гибрид: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают двигатели, работающие на водороде.

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Положительные стороны гибридных двигателей

1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

1. Высокая стоимость автомобиля.
2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Понимание гибридных и электрических транспортных средств

По мнению отраслевых экспертов, половина новых автомобилей, проданных по всему миру в 2030 году, будут так или иначе электрифицированы, а это означает, что гибридные электромобили (HEV), подключаемые гибриды (PHEV) и аккумуляторные электромобили (BEV) станут все более распространёнными на наших дорогах. Но понимаете ли вы разницу между гибридом и аккумуляторным электромобилем (H/EVs)? И в чем преимущества каждого из них? Как ведущий производитель передовых двигательных технологий, лежащих в основе этих транспортных средств, мы в Delphi Technologies можем рассказать вам о том, что происходит с электрифицированными транспортными средствами.

В отличие от обычных транспортных средств, в гибридном автомобиле используются два различных источника движения: электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания.

Гибридный электромобиль (HEV) может двигаться непосредственно от ДВС, от электродвигателя, либо от их комбинации. Здесь двигатель, как правило, является основным источником движения, с помощью электродвигателя и батареи осуществляется вождение только на более низких скоростях и/или на несколько миль за раз. В некоторых гибридах двигатель внутреннего сгорания используется только для подзарядки аккумулятора, в то время как в других он приводит автомобиль в движение напрямую, используя дополнительную батарею только для реализации режима полного привода. 

1. Последовательный гибрид

Последовательный гибрид — это полный гибрид, в котором электрический двигатель используется для движения автомобиля на всех режимах, в то время как ДВС (двигатель внутреннего сгорания) используется только для подзарядки бортовой батареи. Если автомобиль едет на большее расстояния, 50 миль (почти 80 км) или более, он переключается на двигатель внутреннего сгорания, чтобы обеспечить движение.

2. Параллельный гибрид

Параллельный гибрид — это полный гибрид, в котором автомобиль могут приводить в движение как двигатель внутреннего сгорания, так и электромотор, соединённый с механической коробкой передач. Мощность распределяется между ДВС и электромотором для работы в оптимальных рабочих диапазонах каждого из них, что делает этот гибрид более экономичным при движении на большие расстояния.

3. Мягкий гибрид

В мягком гибриде используются небольшая батарея и мотор-генератор, чтобы помочь силовому агрегату обеспечить дополнительную мощность для двигателя, когда это необходимо. Для экономии топлива при остановке или замедлении выключается ДВС. Это самая экономичная из гибридных систем. 

Будь то полный гибрид или мягкий гибрид, автомобили с двумя источниками энергии потребляют меньше топлива и выделяют меньше вредных выбросов, чем их бензиновые или дизельные аналоги, что делает их привлекательным вариантом для небольших пробегов или городских условий движения, а также для тех, кто стремится сэкономить топливо.

Что такое подключаемый гибридный автомобиль?

Транспортное средство с гибридной силовой установкой (PHEV), также известный как заряжаемый гибридный автомобиль (plug-in hybrid electric vehicle) или сокращённо PHEV, находится между гибридом и полностью электрическим автомобилем. Как следует из названия, это гибридный автомобиль, который также может быть «подключён» и заряжен от электрической сети, как и электромобиль, а также на ходу.

Что такое электромобиль?

В аккумуляторном электромобиле (BEV) используется электрический двигатель с батарейным питанием для движения автомобиля в 100% случаев. Хотя он использует рекуперативное торможение, в отличие от гибридных автомобилей, нет двигателя внутреннего сгорания, который можно было бы включить, если батарея разряжена. Это означает, что вы можете зарядить или «заправить» свой автомобиль дома или на зарядной станции, подключившись к источнику электрической энергии. Без топлива на борту электромобили не выделяют выхлопных газов и более экономичны в эксплуатации.  

Вместе с тем зарядка батарей электромобилей BEV занимает гораздо больше времени, чем заправка топливного бака – несколько часов вместо нескольких минут. Их дальность хода также значительно меньше, чем у обычного гибрида, и он составляет в среднем 100 миль (160 км) между зарядами. Однако улучшения как в технологии аккумуляторных батарей, так и в инфраструктуре электросетей с быстрой зарядкой приведет к тому, что это станет менее серьёзной проблемой в будущем.
 
Таким образом, будь то гибрид, заряжаемый гибрид или полностью электрический автомобиль, принцип один и тот же:

Электромобили полностью или частично переложат работу обычного двигателя внутреннего сгорания на двигатель с батарейным приводом.

Чтобы узнать больше о сложном программном обеспечении и системах внутри силовой установки, посетите нашу страницу продуктовой категории «Силовая электроника».

Что такое гибридный автомобиль и стоит ли его покупать?

функция

by

Клэр Эванс

2 авг. 2021 08:00

Гибридный автомобиль — это автомобиль, в котором используется более одного средства движения: бензиновый или дизельный двигатель и электродвигатель.

Основное преимущество гибрида заключается в том, что он должен потреблять меньше топлива и, следовательно выбрасывать меньше CO2, чем сопоставимый обычный автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем.

Поскольку гибридные автомобили часто имеют более низкие выбросы CO2, чем автомобили с обычным двигателем, их владельцы также могут получить дополнительные преимущества в виде более низкого дорожного налога в первый год и менее дорогого налога на служебный автомобиль, а также, возможно, избежать платы за пробки.

Гибридные автомобили имеют обычный двигатель, электродвигатель и аккумулятор. Есть три разных типа гибридов, и каждый работает по-своему.

Это наиболее распространенный тип гибрида, наиболее широко известным примером которого является Toyota Prius. Колеса автомобиля могут приводиться в действие тремя различными способами: напрямую от двигателя, только от электродвигателя или от обоих источников энергии, работающих вместе.

При трогании с места и на скорости до 15 миль в час Prius использует только электродвигатель для питания, что делает его очень экономичным для движения по городу с частыми остановками. Бензиновый двигатель включается по мере увеличения скорости и чаще всего используется при резком ускорении.

Всякий раз, когда вы снижаете скорость или используете тормоза, система рекуперативного торможения вырабатывает электричество и сохраняет его в аккумуляторе для последующего использования. Однако аккумулятор небольшой, поэтому электродвигатель может питать автомобиль только до 1,25 мили.

Toyota также использует свою гибридную систему в хэтчбеках Yaris и Corolla и гибридных внедорожниках C-HR и RAV-4, а автомобили ее люксового бренда Lexus работают на той же основе.

Они используют свой обычный двигатель только для производства электроэнергии для генератора, который подзаряжает батареи. Двигатель никогда не приводит автомобиль в движение, он только производит энергию для электродвигателя.

 BMW i3 с расширителем диапазона (теперь доступен только как подержанный автомобиль) – один из самых популярных примеров. В Honda Jazz также используется пара электродвигателей, которые при необходимости помогают своему обычному 1,5-литровому бензиновому двигателю. Jazz имеет три режима вождения: EV, Hybrid и Engine. В первом бензиновые двигатели заряжают аккумулятор, который питает электродвигатель, приводящий автомобиль в движение; в гибридном режиме автомобиль переключается между использованием бензинового двигателя и электродвигателя для управления автомобилем в зависимости от условий; а в режиме двигателя только двигатель приводит в движение колеса.

Гибриды также подразделяются на сильные и слабые в зависимости от количества заряда батареи. С большей емкостью батареи сильные гибриды могут проехать дальше, чем легкие, только на электроэнергии.

Как следует из названия, этот тип гибрида можно подключать к электрической розетке для подзарядки аккумуляторов, а также заряжать в движении.

Подключаемые гибриды фактически являются промежуточным звеном между обычными гибридами и полностью электрическими транспортными средствами. Несмотря на то, что у них обычный двигатель, они также имеют более крупные батареи, чем обычные гибриды, и могут преодолевать большие расстояния только на электроэнергии — в некоторых случаях до 50 миль.

Количество предлагаемых подключаемых гибридов постоянно растет, включая Audi A3 Sportback 40 TFSIe, BMW 330e, Hyundai Santa Fe PHEV и Skoda Octavia Estate.

Вождение гибрида аналогично вождению обычного автомобиля с автоматической коробкой передач; вам не нужно беспокоиться о смене передачи.

У большинства мощных гибридов также есть выбор режимов мощности, от экономичного до мощного, что позволяет водителю выбирать максимальную эффективность или производительность в зависимости от условий вождения.

В отличие от чисто электромобилей, вы не будете беспокоиться о том, что аккумулятор разрядится, потому что двигатель внутреннего сгорания всегда рядом, когда вам это нужно. А с параллельным гибридом вам не нужен доступ к точке зарядки, потому что он может заряжать свои собственные батареи во время движения. Однако вам понадобится удобная точка зарядки, если вы хотите наилучшим образом использовать полностью электрический режим подключаемого гибрида.

Хотя налоговые льготы при владении гибридом уже не так велики, как раньше, водители служебных автомобилей по-прежнему платят меньший налог в натуральной форме (BIK), чем водители бензиновых или дизельных автомобилей, а также автомобили с выбросами менее 75 г/л. км может быть освобожден от региональной зоны чистого воздуха или зоны с низким уровнем выбросов.

Гибридный автомобиль подойдет вам, если вы большую часть времени проезжаете по городу и его окрестностям, потому что вы получите наибольшую выгоду от использования только электроэнергии.

Если вы совершаете частые короткие поездки и не нуждаетесь в дополнительной гибкости гибрида, то вам лучше подойдет электромобиль, который позволит вам путешествовать по городу без выхлопных газов и без необходимости посещать заправочную станцию.

Однако, если вы проезжаете много миль по автомагистралям, вам может быть лучше использовать мягкий гибрид или экономичный дизельный автомобиль, оба из которых, вероятно, обеспечат лучшую экономию топлива на высокой скорости, чем гибрид. На автомагистралях и скоростных дорогах скорость, с которой вы едете, скорее всего, будет выше той, которую гибрид может поддерживать в своем чисто электрическом режиме на большом расстоянии.

Чтобы быть в курсе всех последних обзоров, советов и предложений о новых автомобилях, подпишитесь на What Car? информационный бюллетень здесь

Помогите нам найти лучшую общественную зарядку для электромобилей, расскажите нам о своем собственном опыте зарядки в нашем опросе общественного зарядного устройства для электромобилей

Экономия денегЛучшие гибридные автомобили

Плюсы и минусы гибридных автомобилей гибридный автомобиль или рассматриваете возможность его приобретения, важно знать преимущества и недостатки этого варианта «зеленого» автомобиля.

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридные транспортные средства (ГЭМ) обычно оснащаются двумя различными силовыми установками: электродвигателем, работающим от аккумуляторной батареи, и двигателем внутреннего сгорания (ДВС), обычно работающим на бензине. В то время как аккумуляторная батарея высокого напряжения обеспечивает энергией электродвигатель (двигатели), который приводит в движение транспортное средство на более низких скоростях, двигатель внутреннего сгорания обеспечивает крутящий момент на более высоких скоростях. Между электрическими, гибридными и стандартными газовыми автомобилями существует много различий, но главным отличием является сочетание электродвигателя (двигателей) и ДВС.

Подключаемые гибриды (PHEV) и HEV немного различаются. В HEV обычно используется комбинация ДВС и высоковольтной системы электропривода, которая помогает обеспечить движение или вспомогательное движение. Рекуперативное торможение помогает перезарядить аккумулятор.

PHEV — это гибридный электромобиль, аккумулятор которого также можно заряжать, подключив зарядный кабель к внешнему источнику электроэнергии. Стратегия движения в PHEV использует большую батарею для движения автомобиля в полностью электрическом режиме до тех пор, пока не будет израсходована большая часть заряда батареи. Когда это происходит, стратегия движения меняется и начинает работать как HEV, используя оставшийся заряд батареи, ДВС или и то, и другое.

Гибридные автомобили становятся все более распространенными по мере того, как снижаются производственные цены и они становятся более доступными для среднего водителя. Вот некоторые плюсы и минусы гибридных автомобилей, которые следует учитывать при принятии решения о том, подходит ли вам этот тип автомобиля.

Недостатки гибридных электромобилей

1. Стоимость ремонта высоковольтной системы может быть выше.

Хотя гибридные автомобили могут требовать менее регулярного обслуживания, они могут стать немного дорогими, когда они нуждаются в ремонте, особенно если проблема связана с высоковольтной системой вашего автомобиля. Замена разряженной или поврежденной высоковольтной батареи может стоить тысячи долларов в зависимости от типа батареи и конкретной марки и модели вашего автомобиля 9.0003

В дополнение к стандартным технологиям, установленным на автомобилях с ДВС, гибридные автомобили битком набиты сложными компонентами — от больших аккумуляторных батарей высокого напряжения и инверторов до электродвигателей и усовершенствованных систем охлаждения. Мало того, что эти сложные механизмы могут сделать ремонт гибридов более дорогим, но не у всех механиков есть оборудование и знания, чтобы правильно их починить.

К счастью, технические специалисты Firestone Complete Auto Care имеют инструменты и подготовку, необходимые для выполнения всего, от общего обслуживания гибридных автомобилей до ремонта высоковольтных систем. Позвоните, чтобы узнать, предлагает ли местная автосервисная служба Firestone Complete Auto Care ремонт этих высоковольтных систем уже сегодня!

2. У них может быть более высокая первоначальная стоимость.

При переходе на гибридный автомобиль вам, возможно, придется заплатить более высокую сумму авансом. Хотя цена продажи этого типа автомобилей снижается, они часто остаются дороже, чем стандартные альтернативы с ДВС. К счастью, вы можете компенсировать эти первоначальные расходы за счет налоговых льгот и федеральных льгот, снижения эксплуатационных расходов и экономии топлива.

3. Они могут иметь меньшую мощность по сравнению со стандартными автомобилями с ДВС.

Гибридные автомобили производятся с учетом более низких выбросов CO2 и улучшенной топливной экономичности, но редко рассчитаны на скорость и ускорение, подобные гоночным автомобилям. Многие из улучшений производительности обычных автомобилей, которые влияют на максимальную мощность, часто приносятся в жертву.

Например, поскольку гибридные транспортные средства имеют два метода движения, обычно регулируются пространство и размер. Эффект — гибридные автомобили часто имеют более медленное ускорение на максимальной скорости, чем их обычные современники.

Преимущества гибридного автомобиля

1. Гибридные автомобили могут быть более экологичными.

По сравнению со стандартными автомобилями, работающими на газу, гибридные версии одной и той же модели автомобиля предлагают множество «зеленых» преимуществ. Вы можете быть уверены, что благодаря переходу вы уменьшите свой углеродный след — от снижения выбросов до увеличения расхода топлива. Взвешивая экологические плюсы и минусы гибридных автомобилей, вот несколько их преимуществ.

• Повышенная топливная экономичность: поскольку гибридные автомобили не полагаются исключительно на свой бензиновый двигатель, для приведения в движение гибридного автомобиля может потребоваться меньше топлива. Эффект — улучшенная топливная экономичность.
• Снижение выбросов CO2: стандартные автомобили выбрасывают выхлопные газы, которые могут нанести ущерб окружающей среде. Гибриды имеют лучшую топливную эффективность и экономят больше энергии, таким образом выбрасывая меньше углерода.
• Меньше зависимости от ископаемого топлива: Поскольку гибридные автомобили могут использовать аккумуляторную батарею высокого напряжения и электродвигатели для приведения в движение, они не зависят от ископаемого топлива так сильно, как стандартные автомобили, работающие на бензине.
• Рекуперативное торможение: когда вы нажимаете на тормоз во время вождения большинства гибридных автомобилей, вырабатывается энергия, которая используется для подзарядки высоковольтной батареи. Это действие может привести к меньшему расходу топлива.

2. Может потребоваться меньше обслуживания.

Поскольку в гибридных автомобилях для приведения в движение автомобиля используется комбинация высоковольтной аккумуляторной батареи, электродвигателя и ДВС, двигатель вашего автомобиля может меньше изнашиваться. Компенсируя типичный износ двигателя, который может возникнуть на стандартном автомобиле, может потребоваться меньше ремонтов, и в целом у вас может быть меньше текущих затрат на техническое обслуживание.

Примечание. Стоимость обслуживания может различаться в зависимости от марки и модели вашего гибрида.

3. Они могут иметь более высокую стоимость при перепродаже.

По мере роста цен на бензин и роста популярности гибридных автомобилей все больше людей выбирают экономичные автомобили. По сути, гибриды начали расти в цене при перепродаже. Если вы решите обменять или продать свой гибридный автомобиль, возможно, вы получите более высокую отдачу от своих первоначальных инвестиций по сравнению со стандартным аналогом вашего автомобиля.

4. «Беспокойство по поводу диапазона» может не быть проблемой.

Беспокойство по поводу запаса хода или боязнь, что у вас не хватит заряда, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, является общей проблемой для владельцев электромобилей, использующих только аккумуляторы. В настоящее время в США строятся зарядные станции, но их все еще может быть немного, в зависимости от того, где вы живете.

Беспокойство по поводу запаса хода не является общей проблемой для водителей гибридных автомобилей или PHEV.