Гибридная силовая установка

Опубликовано: 02.09.2018

видео Гибридная силовая установка

АВТОВАЗ тестирует ЛАДА Гранта с гибридной силовой установкой 160 л.с.LADA Granra Hybrid turbo 160 hp

Гибридным автомобилем называется транспортное средство, которое приводится в движение при помощи гибридной силовой установки. Отличительной особенностью гибридной силовой установки является использование двух и более источников энергии и соответствующим им двигателей, преобразующих энергию в механическую работу. Таким образом, использование термина "гибридный двигатель", с технической точки зрения неверно.



Основное преимущество гибридного автомобиля состоит в значительном сокращении расхода топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу, достигаемое благодаря согласованной работе ДВС и электродвигателя, применению аккумуляторов большой емкости и использованию энергии торможения, т.н. рекуперативное торможение, преобразующее кинетическую энергию движения в электроэнергию.


Гибридная силовая установка Prado/SDMO или KingKong жив.

Также в гибридных автомобилях используется множество других инновационных разработок, позволяющих экономить топливо и уменьшать вредные выбросы, в том числе: система стоп-старт; система изменения фаз газораспределения; система рециркуляции отработавших газов;  подогрев охлаждающей жидкости отработавшими газами; улучшенная аэродинамика; электропривод вспомогательных устройств (водяного насоса, климатической установки, усилителя руля и др.); шины имеющие пониженное сопротивление качению.


Экспериментальный автомобиль УАЗ с гибридной силовой установкой

Наибольший эффект от гибридных автомобилей наблюдается при движении в городском цикле, который характеризуется частыми остановками, работой в режиме холостого хода. При движении с постоянной высокой скоростью (загородный цикл) гибриды менее эффективны.

В зависимости от характера взаимодействия двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя существуют следующие схемы гибридных силовых установок: последовательная, параллельная, последовательно-параллельная.

Последовательная схема гибридного автомобиля

При последовательной схеме автомобиль приводится в движение от электродвигателя. Двигатель внутреннего сгорания соединен только с генератором, который в свою очередь питает электродвигатель и заряжает аккумуляторную батарею.

У гибрида с последовательной схемой силовой установки, как правило, предусматривается возможность подключения к электрической сети после окончания поездки. Такие автомобили носят название Plug-in Hybrid ( подключаемый гибрид). Реализация такой функции предполагает использование аккумуляторов увеличенной емкости (литий-ионные аккумуляторы), приводит к сокращению использования ДВС и соответственно снижению выброса вредных веществ.

Plug-in Hybrid

Технология Plug-in Hybrid применяется в таких автомобилях как Chevrolet Volt и Opel Ampera. Их еще называют электромобилями с увеличенным радиусом действия (Extended Range Electric Vehicle, EREV). Эти автомобили имеют возможность движения до 60 км на энергии аккумуляторов и до 500 км на энергии генератора, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания.

Параллельная схема гибридного автомобиля

В параллельной схеме электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания устанавливаются так, что могут работать как самостоятельно, так и совместно. Это достигается за счет соединения ДВС, электродвигателя и коробки передач с помощью автоматически управляемых муфт.

Гибридные автомобили, использующие параллельную схему, носят название Mild Hybrid. В них применяется электродвигатель малой мощности (порядка 20 кВт), обеспечивающий, как правило, дополнительную мощность при ускорении автомобиля. В большинстве конструкций электродвигатель, расположенный между ДВС и коробкой передач, выполняет также функцию стартера и генератора.

Известными гибридными автомобилями с параллельной схемой являются BMW Active Hybrid 7, Honda Civic Hybrid, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Hyundai Elantra Hybrid. Пионером в данной области является Honda и ее система Integrated Motor Assist, IMA (в переводе - интегрированный помощник двигателя).

При работе системы IMA можно выделить следующие характерные режимы: работа от электродвигателя; совместная работа ДВС и электродвигателя; работа от ДВС с одновременной зарядкой аккумулятора от электродвигателя в режиме генератора; зарядка аккумуляторной батареи в режиме рекуперативного торможения.

Последовательно-параллельная схема гибридного автомобиля

При последовательно-параллельной схеме двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель соединены посредством планетарного редуктора. При этом мощность каждого из двигателей может передаваться на ведущие колеса одновременно в соотношении от 0 до 100% номинальной мощности. В отличие от параллельной схемы в последовательно-параллельную схему добавлен генератор, обеспечивающий энергией работу электродвигателя.

Система Full Hybrid

Гибридные автомобили, использующие последовательно-параллельную схему, имеют название Full Hybrid( полный гибрид). Известными полными гибридами являются автомобили Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid. В этом сегменте рынка гибридных автомобилей лидирует компания Toyota и ее система Hybrid Synergy Drive, HSD.

Силовая установка HSD состоит из двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя и генератора.

В работе системы Hybrid Synergy Drive выделяются следующие режимы:

- режим электромобиля, при котором ДВС выключен, а аккумуляторная батарея питает электродвигатель;

- режим движения с постоянной скоростью, при котором мощность от ДВС распределяется между ведущими колесами и генератором. Генератор в свою очередь питает электродвигатель, мощность которого суммируется с мощностью ДВС. При необходимости производится зарядка аккумуляторной батареи;

- форсированный режим, при котором к ДВС присоединяется электродвигатель, питающийся от аккумуляторной батареи, обеспечивая прирост мощности;

- экономичный режим, при котором генератор питается от аккумуляторной батарея. Генератор преобразует электрическую энергию в механическую, замедляя вращение ДВС. При этом крутящий момент двигателя не уменьшается, а достигается топливная экономичность;

- режим торможения, при котором электродвигатель работает как генератор, а электроэнергия используется для вращения солнечной шестерни в противоположную сторону, замедляя скорость движения автомобиля;

- режим зарядки аккумулятора, осуществляющийся с помощью ДВС и генератора.

rss