Ի՞նչ է հիբրիդային տրանսպորտային համակարգը:

Վերջերս էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները դառնում են ժողովրդականություն: Այնուամենայնիվ, լիարժեք էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները ունեն զգալի թերություն ՝ էներգիայի փոքր պաշար առանց վերալիցքավորման: Այդ պատճառով շատ առաջատար ավտոարտադրողներ իրենց որոշ մոդելները հագեցնում են հիբրիդային ագրեգատներով:

Ըստ էության, հիբրիդային մեքենան այն մեքենան է, որի հիմնական շարժիչային համակարգը ներքին այրման շարժիչն է, բայց այն սնուցվում է մեկ կամ ավելի էլեկտրական շարժիչներով և լրացուցիչ մարտկոցով էլեկտրական համակարգով:

Այսօր օգտագործվում են հիբրիդների մի քանի կատեգորիաներ: Ոմանք մեկնարկում են միայն ներքին այրման շարժիչին, ոմանք էլ թույլ են տալիս վարել էլեկտրական ձգողականություն: Հաշվի առեք այդպիսի էլեկտրակայանների առանձնահատկությունները. Ինչն է նրանց տարբերությունը, ինչպես են նրանք աշխատում, ինչպես նաև հիբրիդների հիմնական դրական և բացասական կողմերը:

Հիբրիդային շարժիչների պատմություն

Հիբրիդային մեքենա ստեղծելու գաղափարը (կամ դասական մեքենայի և էլեկտրական մեքենայի միջև խաչմերուկ) պայմանավորված է վառելիքի գների բարձրացմամբ, մեքենաների արտանետումների ավելի խիստ ստանդարտներով և վարորդական ավելի մեծ հարմարավետությամբ:

Խառը էլեկտրակայանի մշակումը նախ ստանձնեց ֆրանսիական Parisienne de voitures electriques ընկերությունը: Այնուամենայնիվ, առաջին գործունակ հիբրիդային մեքենան Ֆերդինանդ Պորշեի ստեղծումն էր: Lohner Electric Chaise էլեկտրակայանում ներքին այրման շարժիչը ծառայում էր որպես էլեկտրաէներգիայի գեներատոր, որն աշխատեցնում էր առջեւի երկու էլեկտրական շարժիչները (տեղադրված էին ուղղակիորեն անիվների վրա):

Տրանսպորտը հանրությանը ներկայացվել է 1901 թվականին: Ընդհանուր առմամբ, վաճառվել է նման մեքենաների շուրջ 300 օրինակ: Մոդելը պարզվեց, որ շատ գործնական է, բայց արտադրության մեջ թանկ է, ուստի սովորական ավտովարորդը չէր կարող իրեն թույլ տալ նման մեքենա: Ավելին, այդ ժամանակ հայտնվեց ավելի էժան ու ոչ պակաս գործնական մեքենա, որը մշակվել էր դիզայներ Հենրի Ֆորդի կողմից:

Դասական բենզինային շարժիչները ստիպեցին մշակողներին հրաժարվել հիբրիդներ ստեղծելու գաղափարից շատ տասնամյակներ: Կանաչ փոխադրումների նկատմամբ հետաքրքրությունն աճեց Միացյալ Նահանգների էլեկտրական տրանսպորտի խթանման օրինագծի ընդունմամբ: Այն ընդունվել է 1960 թվականին:

Պատահաբար, 1973-ին սկսվեց համաշխարհային նավթային ճգնաժամը: Եթե ​​ԱՄՆ օրենսդրությունը չի խրախուսել արտադրողներին մտածել մատչելի էկոլոգիապես մաքուր մեքենաներ զարգացնելու մասին, ապա ճգնաժամը նրանց ստիպել է դա անել:

Առաջին լիարժեք հիբրիդային համակարգը, որի հիմնական սկզբունքը մինչ օրս օգտագործվում է, մշակվել է TRW- ի կողմից 1968 թվականին: Ըստ հայեցակարգի, էլեկտրական շարժիչի հետ միասին հնարավոր էր օգտագործել ավելի փոքր ներքին այրման շարժիչ, բայց մեքենայի հզորությունը չկորցրեց, և աշխատանքը շատ ավելի սահուն դարձավ:

Լիարժեք հիբրիդային տրանսպորտային միջոցի օրինակ է GM 512 հիբրիդը: Այն աշխատում էր էլեկտրական շարժիչով, որն արագացնում էր մեքենան մինչև 17 կմ / ժամ: Այս արագությամբ ներքին այրման շարժիչն ակտիվացավ ՝ բարձրացնելով համակարգի աշխատանքը, որի շնորհիվ մեքենայի արագությունը բարձրացավ 21 կմ / ժ: Եթե ​​ավելի արագ գնալու անհրաժեշտություն լիներ, էլեկտրական շարժիչը անջատված էր, և մեքենան արագանում էր արդեն բենզինային շարժիչի վրա: Արագության սահմանը 65 կմ / ժամ էր:

VW Taxi Hybrid- ը ՝ մեկ այլ հաջող հիբրիդային մեքենա, հանրությանը ներկայացվեց 1973-ին:

Մինչ այժմ ավտոարտադրողները փորձում են հիբրիդային և ամբողջ էլեկտրական համակարգերը հասցնել այնպիսի մակարդակի, որը նրանց մրցունակ կդարձնի դասական ICE- ների համեմատ: Չնայած դա դեռ տեղի չի ունեցել, բայց շատ զարգացումներ արդարացրեցին դրանց զարգացման վրա ծախսված միլիարդավոր դոլարները:

Երրորդ հազարամյակի սկզբին մարդկությունը տեսավ նորույթ, որը կոչվում էր Toyota Prius: Japaneseապոնական արտադրողի մտահղացումը դարձել է «հիբրիդային մեքենա» հասկացության հոմանիշը: Այս զարգացումից փոխառված են բազմաթիվ ժամանակակից զարգացումներ: Մինչ օրս ստեղծվել են համակցված տեղադրումների մեծ թվով փոփոխություններ, ինչը թույլ է տալիս գնորդին ընտրել իր համար լավագույն տարբերակը:

Ինչպես են աշխատում հիբրիդային մեքենաները

Մի շփոթեք հիբրիդային շարժիչը լիարժեք էլեկտրական մեքենայի հետ: Էլեկտրական տեղադրումը որոշ դեպքերում ներգրավված է: Օրինակ, քաղաքային ռեժիմում, երբ մեքենան խցանման մեջ է, ներքին այրման շարժիչի օգտագործումը հանգեցնում է շարժիչի գերտաքացմանը, ինչպես նաև օդի աղտոտման ավելացմանը: Նման իրավիճակների համար էլեկտրական տեղադրումը ակտիվացված է:

Դիզայնով հիբրիդը բաղկացած է.

• Հիմնական էներգաբլոկ: Դա բենզինային կամ դիզելային շարժիչ է:
• Էլեկտրական շարժիչ. Դրանք կարող են լինել մի քանիսը ՝ կախված փոփոխությունից: Գործողության սկզբունքով դրանք կարող են նաև տարբեր լինել: Օրինակ, ոմանք կարող են օգտագործվել որպես անիվների լրացուցիչ շարժիչ, իսկ մյուսները `որպես շարժիչի օգնական, երբ մեքենան սկսում է կանգառից:
• Լրացուցիչ մարտկոց: Որոշ մեքենաներում այն ​​ունի փոքր հզորություն, որի էներգիայի պահուստը բավարար է կարճ ժամանակահատվածում էլեկտրական տեղադրումն ակտիվացնելու համար: Մյուսների մոտ այս մարտկոցը մեծ հզորություն ունի, որպեսզի տրանսպորտային միջոցները կարողանան ազատ շարժվել էլեկտրականությունից:
• Էլեկտրոնային կառավարման համակարգ: Բարդ սենսորները վերահսկում են ներքին այրման շարժիչի աշխատանքը և վերլուծում մեքենայի վարքագիծը, որի հիման վրա էլեկտրական շարժիչը ակտիվանում / անջատվում է:
• Ինվերտոր Սա մարտկոցից եկող անհրաժեշտ էներգիայի փոխարկիչ է եռաֆազ էլեկտրական շարժիչի: Այս տարրը նաև բաշխում է բեռը տարբեր հանգույցների վրա `կախված տեղադրման փոփոխությունից:
• Գեներատոր Առանց այս մեխանիզմի անհնար է լիցքավորել հիմնական կամ լրացուցիչ մարտկոցը: Ինչպես սովորական մեքենաներում, գեներատորը սնուցվում է ներքին այրման շարժիչով:
• Atերմության վերականգնման համակարգեր: Modernամանակակից հիբրիդների մեծ մասը հագեցած է նման համակարգով: Այն «հավաքում» է լրացուցիչ էներգիա մեքենայի այնպիսի բաղադրիչներից, ինչպիսիք են արգելակման համակարգը և շասսին (երբ մեքենան դուրս է գալիս, օրինակ, բլրից, փոխարկիչը արտանետվող էներգիան հավաքում է մարտկոցի մեջ):

Հիբրիդային շարժիչները կարող են աշխատել անհատապես կամ զույգերով:

Աշխատանքի սխեմաներ

Կան մի քանի հաջող հիբրիդներ: Գոյություն ունեն երեք հիմնական.

• հետեւողական;
• զուգահեռ;
• սերիալ-զուգահեռ:

Սերիական միացում

Այս դեպքում ներքին այրման շարժիչը օգտագործվում է որպես էլեկտրական շարժիչների շահագործման համար էլեկտրաէներգիայի գեներատոր: Փաստորեն, բենզինային կամ դիզելային շարժիչը անմիջական կապ չունի մեքենայի փոխանցման տուփի հետ:

Այս համակարգը թույլ է տալիս տեղադրել փոքր էներգիայի շարժիչներ փոքր ծավալով շարժիչի խցիկում: Նրանց հիմնական խնդիրն է վարել լարման գեներատորը:

Այս մեքենաները հաճախ հագեցած են վերականգնման համակարգով, որի միջոցով մարտկոցը լիցքավորելու համար մեխանիկական և կինետիկ էներգիան վերափոխվում է էլեկտրական հոսանքի: Կախված մարտկոցի չափից `մեքենան կարող է որոշակի հեռավորություն անցնել բացառապես էլեկտրական ձգման վրա` առանց ներքին այրման շարժիչ օգտագործելու:

Հիբրիդների այս կատեգորիայի ամենահայտնի օրինակը Chevrolet Volt- ն է: Այն կարող է լիցքավորվել սովորական էլեկտրամոբիլի պես, սակայն բենզինային շարժիչի շնորհիվ տեսականին զգալիորեն մեծանում է:

Ուգահեռ միացում

Parallelուգահեռ տեղադրումներում ներքին այրման շարժիչը և էլեկտրական շարժիչը տանդեմով են աշխատում: Էլեկտրական շարժիչի խնդիրն է նվազեցնել հիմնական բլոկի բեռը, ինչը հանգեցնում է վառելիքի զգալի խնայողության:

Եթե ​​ներքին այրման շարժիչը անջատված է փոխանցումատուփից, մեքենան ի վիճակի է որոշակի հեռավորություն անցնել էլեկտրական քաշումից: Բայց էլեկտրական մասի հիմնական խնդիրն է ապահովել մեքենայի սահուն արագացումը: Նման փոփոխություններում հիմնական էներգաբլոկը բենզինային (կամ դիզելային) շարժիչն է:

Երբ մեքենան դանդաղեցնում է կամ շարժվում է ներքին այրման շարժիչի աշխատանքից, էլեկտրական շարժիչը հանդես է գալիս որպես գեներատոր մարտկոցը լիցքավորելու համար: Այրման շարժիչի շնորհիվ այս տրանսպորտային միջոցները բարձրավոլտ մարտկոց չեն պահանջում:

Ի տարբերություն հաջորդական հիբրիդների, այս միավորներն ունեն ավելի մեծ վառելիքի սպառում, քանի որ էլեկտրական շարժիչը չի օգտագործվում որպես առանձին էներգաբլոկ: Որոշ մոդելներում, օրինակ ՝ BMW 350E iPerformance- ում, էլեկտրական շարժիչը ինտեգրված է փոխանցման տուփին:

Այս սխեմայի առանձնահատկությունն այն է, որ մեծ ոլորող մոմենտը կռունկի լիսեռի ցածր արագությամբ է:

Սերիալ-զուգահեռ միացում

Այս շրջանը մշակվել է ճապոնացի ինժեներների կողմից: Այն կոչվում է HSD (Hybrid Synergy Drive): Փաստորեն, այն համատեղում է էլեկտրակայանի շահագործման առաջին երկու տիպի գործառույթները:

Երբ մեքենան խցանման մեջ անհրաժեշտ է սկսել կամ դանդաղ շարժվել, էլեկտրական շարժիչն ակտիվանում է: Բարձր արագությամբ էներգիա խնայելու համար միացված է բենզինային կամ դիզելային (կախված մեքենայի մոդելից) շարժիչը:

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է կտրուկ արագացնել (օրինակ, երբ շրջանցելիս) կամ մեքենան վերև է բարձրանում, էլեկտրակայանն աշխատում է զուգահեռ ռեժիմով. Էլեկտրական շարժիչը օգնում է ներքին այրման շարժիչին, ինչը նվազեցնում է դրա բեռը և, որպես արդյունք, խնայում է վառելիքի սպառումը:

Ավտոմեքենայի ներքին այրման շարժիչի մոլորակային միացումը հոսանքի մի մասը փոխանցում է փոխանցման տուփի հիմնական հանդերձանքին, իսկ մասամբ `մարտկոցը կամ էլեկտրական շարժիչը վերալիցքավորելու գեներատորին: Նման սխեմայի մեջ տեղադրվում են բարդ էլեկտրոնիկա, որոնք էներգիան բաշխում են ըստ իրավիճակի:

Մի շարք զուգահեռ շարժիչով հիբրիդի ամենավառ օրինակը Toyota Prius- ն է: Այնուամենայնիվ, ճապոնական արտադրության հայտնի մոդելների որոշ փոփոխություններ արդեն ստացել են նման տեղադրումներ: Դրա օրինակը Toyota Camry- ն է, Toyota Highlander Hybrid- ը, Lexus LS 600h- ը: Այս տեխնոլոգիան գնել են նաև որոշ ամերիկյան կոնցեռններ: Օրինակ, զարգացումն իր ճանապարհը գտավ Ford Escape Hybrid- ում:

Հիբրիդային ագրեգատի տեսակները

Բոլոր հիբրիդային շարժիչները դասակարգվում են երեք տեսակի.

• փափուկ հիբրիդ;
• միջին հիբրիդ;
• լրիվ հիբրիդային:

Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր գործառույթը, ինչպես նաև յուրահատուկ բնութագրերը:

Միկրոհիբրիդային շարժիչ

Նման էլեկտրակայանները հաճախ հագեցած են վերականգնման համակարգով, որպեսզի կինետիկ էներգիան վերածվի էլեկտրական էներգիայի և վերադարձվի մարտկոց:

Նրանց մեջ սկավառակի մեխանիզմը մեկնարկիչ է (կարող է նաև հանդես գալ որպես գեներատոր): Նման տեղադրություններում չկա էլեկտրական անիվի շարժիչ: Սխեման օգտագործվում է ներքին այրման շարժիչի հաճախակի մեկնարկներով:

Միջին հիբրիդային շարժիչ

Նման մեքենաները նույնպես չեն շարժվում էլեկտրական շարժիչի պատճառով: Էլեկտրական շարժիչը այս դեպքում ծառայում է որպես հիմնական էներգաբլոկի օգնական, երբ բեռը մեծանում է:

Նման համակարգերը հագեցած են նաև վերականգնման համակարգով ՝ անվճար էներգիան հավաքելով մարտկոցի մեջ: Միջին հիբրիդային ստորաբաժանումներն ապահովում են ավելի արդյունավետ ջերմային շարժիչ:

Լիարժեք հիբրիդային շարժիչ

Նման տեղադրություններում կա բարձր էներգիայի գեներատոր, որը վարում է ներքին այրման շարժիչը: Համակարգն ակտիվանում է տրանսպորտային միջոցների ցածր արագությամբ:

Համակարգի արդյունավետությունն արտահայտվում է «Սկսել / Կանգնեցնել» գործառույթի առկայության դեպքում, երբ մեքենան դանդաղ է շարժվում խցանման մեջ, բայց լուսացույցների մոտ անհրաժեշտ է կտրուկ արագացնել: Լիարժեք հիբրիդային տեղադրման առանձնահատկությունն այն է, որ ներքին այրման շարժիչը անջատեն (կալանքն անջատված է) և էլեկտրական շարժիչ քշեն:

Դասակարգում ըստ էլեկտրաֆիկացման աստիճանի

Տեխնիկական փաստաթղթերում կամ մեքենայի մոդելի անունով կարող են լինել հետևյալ տերմինները.

• միկրոհիբրիդ;
• մեղմ հիբրիդ;
• ամբողջական հիբրիդ;
• plug-in հիբրիդ:

Միկրոհիբրիդ

Նման մեքենաներում տեղադրվում է պայմանական շարժիչ: Դրանք էլեկտրական չեն մղվում: Այս համակարգերը կամ հագեցած են մեկնարկի / դադարեցման գործառույթով, կամ հագեցած են վերականգնող արգելակման համակարգով (արգելակման ժամանակ մարտկոցը լիցքավորվում է):

Որոշ մոդելներ հագեցած են երկու համակարգերով: Որոշ փորձագետներ կարծում են, որ նման տրանսպորտային միջոցները չեն համարվում հիբրիդային տրանսպորտային միջոցներ, քանի որ դրանք օգտագործում են միայն բենզինի կամ դիզելային էներգաբլոկ ՝ առանց էլեկտրական շարժիչ համակարգին ինտեգրվելու:

Մեղմ հիբրիդ

Նման մեքենաները նույնպես չեն շարժվում էլեկտրաէներգիայի պատճառով: Նրանք նաև օգտագործում են ջերմային շարժիչ, ինչպես նախորդ կատեգորիայում: Մեկ բացառությամբ `ներքին այրման շարժիչը ապահովվում է էլեկտրական տեղադրմամբ:

Այս մոդելները չունեն պտտահողմ: Դրա գործառույթն իրականացնում է էլեկտրական մեկնարկ-գեներատոր: Էլեկտրական համակարգը ծանր արագացման ժամանակ մեծացնում է ցածր էներգիայի շարժիչի հետընթացը:

Ամբողջական հիբրիդ

Այս տրանսպորտային միջոցները տրանսպորտային միջոցներ են, որոնք կարող են որոշակի հեռավորություն անցնել էլեկտրական ձգմամբ: Նման մոդելներում կարող է օգտագործվել վերը նշված ցանկացած կապի սխեմա:

Նման հիբրիդները ցանցից չեն գանձվում: Մարտկոցը վերալիցքավորվում է վերականգնվող արգելակման համակարգի և գեներատորի էներգիայի միջոցով: Հեռավորությունը, որը կարելի է անցնել մեկ լիցքավորման արդյունքում, կախված է մարտկոցի հզորությունից:

Հիբրիդային պլագիններ

Նման մեքենաները կարող են գործել որպես էլեկտրական մեքենա կամ աշխատել ներքին այրման շարժիչով: Երկու էլեկտրակայանների համադրության շնորհիվ ապահովվում է պարկեշտ վառելիքի տնտեսություն:

Քանի որ ֆիզիկապես անհնար է տեղադրել մեծ մարտկոց (էլեկտրական մեքենաներում այն ​​զբաղեցնում է բենզինի բաքը), այդպիսի հիբրիդը կարող է անցնել մինչև 50 կմ ՝ առանց մեկ լիցքավորմամբ լիցքավորվելու:

Հիբրիդային մեքենաների առավելություններն ու թերությունները

Այս պահին հիբրիդը կարելի է համարել անցումային օղակ ջերմային շարժիչից դեպի էկոլոգիապես մաքուր էլեկտրական անալոգ: Չնայած վերջնական նպատակը դեռ չի հաջողվել իրականացնել ՝ շնորհիվ նորարարական ժամանակակից զարգացումների ներդրման, էլեկտրական տրանսպորտի զարգացման դրական միտում կա:

Քանի որ հիբրիդները անցումային տարբերակ են, դրանք ունեն ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական կետեր: Պլյուսները ներառում են.

• Վառելիքի տնտեսություն: Կախված հոսանքի զույգի շահագործումից, այս ցուցանիշը կարող է աճել մինչև 30% և ավելի:
• Լիցքավորումը `առանց ցանցի օգտագործման: Դա հնարավոր դարձավ կինետիկ էներգիայի վերականգնման համակարգի շնորհիվ: Չնայած լիարժեք լիցքավորումը տեղի չի ունենում, եթե ինժեներները կարողանան բարելավել փոխակերպումը, ապա էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները ընդհանրապես ելքի կարիք չեն ունենա:
• Ավելի փոքր ծավալի և հզորության շարժիչ տեղադրելու ունակություն:
• Էլեկտրոնիկան շատ ավելի տնտեսող է, քան մեխանիկան, դրանք բաշխում են վառելիքը:
• Շարժիչը ավելի քիչ է տաքանում, իսկ խցանումներում մեքենա վարելիս վառելիքը սպառվում է:
• Բենզինային / դիզելային և էլեկտրական շարժիչների համադրությունը թույլ է տալիս շարունակել վարել, եթե բարձր էներգիայի մարտկոցը դադարի:
• Էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի շնորհիվ ներքին այրման շարժիչը կարող է աշխատել ավելի կայուն և պակաս աղմուկով:

Հիբրիդային տեղադրումները նույնպես ունեն թերությունների պարկեշտ ցուցակ.

• Մարտկոցն ավելի արագ է դառնում անօգտագործելի ՝ մեծ քանակությամբ լիցքավորման / լիցքաթափման ցիկլերի պատճառով (նույնիսկ մեղմ հիբրիդային համակարգերում);
• Մարտկոցը հաճախ ամբողջությամբ լիցքաթափվում է;
• Նման մեքենաների պահեստամասերը բավականին թանկ են;
• Ինքնավերականգնումը գրեթե անհնար է, քանի որ դրա համար անհրաժեշտ է բարդ էլեկտրոնային սարքավորում:
• Բենզինի կամ դիզելային մոդելների համեմատ հիբրիդներն արժեն մի քանի հազար դոլար ավելի թանկ;
• Պարբերաբար պահպանումն ավելի ծախսատար է.
• Բարդ էլեկտրոնիկան պահանջում է զգույշ վարվել, և տեղի ունեցած սխալները երբեմն կարող են ընդհատել երկար ճանապարհը:
• Դժվար է գտնել մի մասնագետ, որը կարողանա ճիշտ կարգավորել էլեկտրակայանների աշխատանքը: Այդ պատճառով ստիպված եք դիմել թանկարժեք պրոֆեսիոնալ ատելիեների ծառայություններին.
• Մարտկոցները չեն հանդուրժում ջերմաստիճանի զգալի տատանումները և լիցքաթափվում են իրենք:
• Չնայած էլեկտրական շարժիչի շահագործման ընթացքում բնապահպանականությանը, մարտկոցների արտադրությունն ու հեռացումը խիստ աղտոտում են:

Որպեսզի հիբրիդները և էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները դառնան ներքին այրման շարժիչների իրական մրցակից, անհրաժեշտ է բարելավել էլեկտրասնուցումները (որպեսզի նրանք ավելի շատ էներգիա կուտակեն, բայց միևնույն ժամանակ շատ ծավալուն չեն), ինչպես նաև արագ լիցքավորման համակարգեր ՝ առանց մարտկոցին վնասելու:

Հարցեր եւ պատասխաններ:

Ի՞նչ է հիբրիդային մեքենան: Սա տրանսպորտային միջոց է, որի շարժման մեջ ներգրավված է մեկից ավելի էներգաբլոկ: Հիմնականում դա էլեկտրական մեքենայի և դասական ներքին այրման շարժիչով մեքենայի խառնուրդ է:

Ո՞րն է տարբերությունը հիբրիդային և սովորական մեքենայի միջև: Հիբրիդային մեքենան ունի էլեկտրական մեքենայի առավելությունները (շարժիչի լուռ շահագործում և վարում առանց վառելիքի օգտագործման), բայց երբ մարտկոցի լիցքավորումը նվազում է, հիմնական էներգաբլոկը (բենզինը) ակտիվանում է։