Гибридный привод автомобиля
Автомобиль с ДВС (двигателем внутреннего сгорания) появился 130 лет назад. За эти годы машины стали Их количество в мире выросло до миллиарда. Эта армада делает жизнь людей комфортнее. Но расплачиваться за это приходится расходом органического топлива и загрязнением окружающей среды.
Электромобили не загрязняют окружающую среду вредными выбросами. Но из-за малого запаса хода используются для поездок только на короткие расстояния – в городах. Поэтому на каждую тысячу бензиновых авто приходится один электромобиль.
Гибридные автомобили – перспективное направление снижения вредных выбросов и расхода топлива. Двигатель такого авто состоит из бензинового мотора и электросиловой установки. В зависимости от условий работы машина приводится в движение либо ДВС, либо электродвигателем, либо они работают совместно, помогая друг другу.
При езде в городе с частыми остановками работает электродвигатель. ДВС или стоит, или подключается, когда требуется помощь электродвигателю. Тем самым повышается экономичность автомобиля, и снижаются вредные выхлопы. При езде на трассе электродвигатель подключается при наборе скорости. При торможении он в генераторном режиме работает на подзарядку аккумулятора.
Различают три схемы взаимодействия двигателей в гибридных авто
Последовательная схема
Автомобиль приводится в движение электродвигателем за счет аккумулятора, который заряжается от внешнего источника электроэнергии на стоянке или от генератора бензинового двигателя, для этой цели и установленного. Коробка передач отсутствует.
Автомобиль с остановленным бензиновым двигателем может двигаться на электротяге на расстояние, которое позволяет емкость аккумулятора. При работе обоих двигателей пробег без дозаправки определяется емкостью аккумулятора и количеством топлива в баке. Например, Шевроле Вольт, сконструированный по такому принципу, только на электротяге проезжает 40–80 километров, а имея запас бензина в 35 литров – до 600 километров.
Параллельная схема
Это распространенная в настоящее время схема. Она ближе к традиционной конструкции автомобиля с бензиновым двигателем. ДВС и электромотор постоянно находятся в работе. Электромотор в зависимости от режима выполняет четыре функции:
- при запуске ДВС служит стартером;
- при разгоне добавляет мощность ДВС;
- при торможении превращается в генератор, вырабатывает электричество, используя энергию торможения, и заряжает аккумулятор;
- подзаряжает аккумулятор, отбирая часть механической энергии ДВС.
Движение на колеса передается через многоступенчатую коробку передач. Такая схема реализована в БМВ ActiveHybrid 7. Общая мощность двигателей – 330 кВт. Потребление горючего – 9,4 на сто километров. Это на 4 литра меньше аналогичной модели БМВ с бензиновым двигателем. Движение только на электричестве не предусмотрено.
Параллельно-последовательная схема
ДВС и электромотор работают одновременно на движение автомобиля и на вращение генератора через планетарную трансмиссию. Обороты моторов и генератора регулируются электроникой. Коробка передач отсутствует.
Типичным представителем является Тойота Приус. Общая мощность обоих двигателей – 120 кВт. Приус может проехать только на электродвигателе до 40 км, а на обоих вместе – 1000 километров. Максимальное потребление горючего при езде с частыми остановками в городских пробках – 3,9 л.
Перспективы гибридных авто
Конструкция современных гибридных автомобилей сложнее, чем бензиновых, но по надежности они не уступают. Горючее для них ничем не отличается от предназначенного для автомобилей с ДВС. Заправка производится на тех же бензоколонках.
Органы управления (руль, сцепление, тормоз) у гибрида такие же, как у традиционных автомобилей. В управлении отличий нет. Надо просто привыкнуть к особенностям, как к любой другой новой машине. Например, к тому, что перед началом движения не надо включать зажигание.
Машины с гибридным двигателем и с ДВС рассчитаны на одинаковый срок службы. Даже аккумуляторы, которые в авто с ДВС приходится менять через 2–4 года, рассчитаны на полный срок эксплуатации гибрида. Уровень безопасности также одинаков.
Единственное, в чем гибридный автомобиль уступает, так это цена. Если он используется лишь для поездок на работу и с работы, то экономия на бензине вряд ли окупит разницу в цене. Если авто используется для длительных разъездов, то гибрид выгоден уже при нынешних ценах.
Производство таких авто за рубежом растет быстрыми темпами – 25% в год. Есть все основания полагать, что они будут вытеснять автомобили с бензиновыми двигателями.