Ինչպես է աշխատում հիբրիդային շարժիչը, տնտեսական շարժիչի առավելություններն ու թերությունները
Պարունակություն
Հիբրիդային մեքենաների ի հայտ գալը դարձել է ավտոարտադրողների հարկադիր միջոցը ածխաջրածնային վառելիքի ներքին այրման շարժիչներից (ICE) ավելի մաքուր էլեկտրակայաններին անցնելու հարցում: Տեխնոլոգիան դեռևս թույլ չի տվել ինքնավար տրանսպորտի զարգացման տեսականորեն հնարավոր ուղղությունների մեծ ցանկից ստեղծել լիարժեք էլեկտրական մեքենա, վառելիքի բջջային մեքենա կամ որևէ այլ, և անհրաժեշտությունն արդեն հասունացել է:
Կառավարությունները սկսեցին խստորեն ճնշել ավտոարդյունաբերությունը բնապահպանական պահանջներով, և սպառողները ցանկանում էին տեսնել որակական քայլ առաջ, և ոչ թե նավթավերամշակման արտադրանքներից մեկի վրա ավելի քան մեկ դար հայտնի շարժիչի մեկ այլ մանրադիտակային բարելավում:
Ո՞ր մեքենան է կոչվում «հիբրիդ»
Միջանկյալ փուլի էներգաբլոկը սկսեց լինել ներքին այրման շարժիչի և մեկ կամ մի քանի էլեկտրական շարժիչների արդեն իսկ ապացուցված դիզայնի համադրություն:
Քարշիչի էլեկտրական մասը սնուցվում է գեներատորներով, որոնք մեխանիկորեն միացված են գազային կամ դիզելային շարժիչին, մարտկոցներին և վերականգնման համակարգին, որը վերադարձնում է մեքենայի արգելակման ժամանակ թողարկված էներգիան դեպի շարժիչ:
Գաղափարի գործնական իրականացման բոլոր բազմաթիվ սխեմաները կոչվում են հիբրիդներ։
Երբեմն արտադրողները մոլորության մեջ են գցում հաճախորդներին՝ զանգահարելով հիբրիդային համակարգեր, որտեղ էլեկտրական շարժիչն օգտագործվում է միայն հիմնական շարժիչը start-stop ռեժիմում գործարկելու համար:
Քանի որ էլեկտրական շարժիչների և անիվների և էլեկտրական քարշով վարելու հնարավորության միջև կապ չկա, սխալ է նման մեքենաները հիբրիդայիններին վերագրելը։
Հիբրիդային շարժիչների շահագործման սկզբունքը
Դիզայնի բոլոր բազմազանությամբ նման մեքենաներն ունեն ընդհանուր հատկանիշներ: Բայց տարբերություններն այնքան մեծ են տեխնիկական տեսանկյունից, որ իրականում դրանք տարբեր մեքենաներ են՝ իրենց առավելություններով ու թերություններով։
Սարքը
Յուրաքանչյուր հիբրիդ ներառում է.
- ներքին այրման շարժիչ՝ իր փոխանցման տուփով, ցածր լարման սնուցման ցանց և վառելիքի բաք;
- քաշող շարժիչներ;
- պահեստային մարտկոցներ, առավել հաճախ բավականին բարձր լարման, որոնք բաղկացած են սերիական և զուգահեռ միացված մարտկոցներից.
- էլեկտրալարեր բարձր լարման միացումով;
- էլեկտրոնային կառավարման միավորներ և բորտ համակարգիչներ:
Ինտեգրված մեխանիկական և էլեկտրական փոխանցման տուփի աշխատանքի բոլոր ռեժիմների ապահովումը սովորաբար տեղի է ունենում ավտոմատ կերպով, միայն ընդհանուր երթևեկության հսկողությունը վստահված է վարորդին:
Աշխատանքի սխեմաներ
Հնարավոր է էլեկտրական և մեխանիկական բաղադրիչները միմյանց միացնել տարբեր ձևերով, ժամանակի ընթացքում աչքի են ընկել հստակ ձևավորված, հաճախ օգտագործվող սխեմաները։
Սա չի վերաբերում շարժիչի հետագա դասակարգմանը` ըստ ընդհանուր էներգիայի հաշվեկշռում էլեկտրական քաշքշուկի մասնաբաժնի:
հետեւողական
Հենց առաջին սխեման, ամենատրամաբանականը, բայց հիմա քիչ է օգտագործվում մեքենաներում։
Նրա հիմնական խնդիրն էր աշխատել ծանր տեխնիկայում, որտեղ կոմպակտ էլեկտրական բաղադրիչները հաջողությամբ փոխարինեցին մեծածավալ մեխանիկական փոխանցման տուփը, որը նույնպես շատ դժվար է կառավարելը: Շարժիչը, սովորաբար դիզելային շարժիչը, բեռնված է բացառապես էլեկտրական գեներատորի վրա և ուղղակիորեն կապված չէ անիվների հետ:
Գեներատորի կողմից առաջացած հոսանքը կարող է օգտագործվել քարշող մարտկոցը լիցքավորելու համար, իսկ որտեղ այն ապահովված չէ, այն ուղարկվում է անմիջապես էլեկտրական շարժիչներին։
Դրանք կարող են լինել մեկ կամ մի քանիսը, մինչև մեքենայի յուրաքանչյուր անիվի տեղադրումը, այսպես կոչված, շարժիչ-անիվների սկզբունքով: Հպման քանակությունը կարգավորվում է ուժային էլեկտրական ագրեգատով, իսկ ներքին այրման շարժիչը կարող է անընդհատ աշխատել ամենաօպտիմալ ռեժիմով։
Զուգահեռ
Այս սխեման այժմ ամենատարածվածն է: Դրանում էլեկտրական շարժիչը և ներքին այրման շարժիչը աշխատում են ընդհանուր փոխանցման տուփի համար, իսկ էլեկտրոնիկան կարգավորում է շարժիչներից յուրաքանչյուրի էներգիայի սպառման օպտիմալ հարաբերակցությունը։ Երկու շարժիչներն էլ միացված են անիվներին։
Վերականգնման ռեժիմն ապահովված է, երբ արգելակման ժամանակ էլեկտրական շարժիչը վերածվում է գեներատորի և լիցքավորում է պահեստային մարտկոցը: Որոշ ժամանակ մեքենան կարող է շարժվել միայն լիցքավորմամբ, հիմնական ներքին այրման շարժիչը խլացված է։
Որոշ դեպքերում օգտագործվում է զգալի հզորության մարտկոց, որը հագեցած է կենցաղային AC ցանցից կամ մասնագիտացված լիցքավորման կայանից արտաքին լիցքավորման հնարավորությամբ:
Ընդհանուր առմամբ, այստեղ մարտկոցների դերը փոքր է։ Բայց դրանց միացումը պարզեցված է, այստեղ վտանգավոր բարձր լարման սխեմաներ պետք չեն, իսկ մարտկոցի զանգվածը շատ ավելի քիչ է, քան էլեկտրական մեքենաներինը։
խառը
Էլեկտրական շարժիչի տեխնոլոգիայի և պահեստավորման հզորության զարգացման արդյունքում մեծացել է էլեկտրական շարժիչների դերը ձգողական ջանքերի ստեղծման գործում, ինչը հանգեցրել է ամենաառաջադեմ սերիա-զուգահեռ համակարգերի առաջացմանը:
Այստեղ կանգառից սկսելը և ցածր արագությամբ շարժվելն իրականացվում է էլեկտրական քարշով, իսկ ներքին այրման շարժիչը միացված է միայն այն դեպքում, երբ պահանջվում է բարձր հզորություն և երբ մարտկոցները սպառվում են։
Երկու շարժիչներն էլ կարող են աշխատել շարժման ռեժիմում, և լավ մտածված էլեկտրոնային միավորն ընտրում է, թե որտեղ և ինչպես ուղղորդել էներգիայի հոսքերը: Վարորդը կարող է հետևել դրան գրաֆիկական տեղեկատվության էկրանին:
Օգտագործվում է լրացուցիչ գեներատոր, ինչպես սերիական միացումում, որը կարող է էներգիա մատակարարել էլեկտրական շարժիչներին կամ լիցքավորել մարտկոցը։ Արգելակման էներգիան վերականգնվում է քարշիչ շարժիչի հակառակ կողմի միջոցով:
Ահա թե որքան ժամանակակից հիբրիդներ են դասավորված, մասնավորապես առաջիններից և հայտնիներից մեկը՝ Toyota Prius-ը։
Ինչպես է հիբրիդային շարժիչը աշխատում Toyota Prius-ի օրինակով
Այս մեքենան այժմ գտնվում է իր երրորդ սերնդի մեջ և հասել է կատարելության որոշակի աստիճանի, չնայած մրցակից հիբրիդները շարունակում են մեծացնել դիզայնի բարդությունն ու արդյունավետությունը:
Այստեղ շարժիչի հիմքը սիներգիայի սկզբունքն է, ըստ որի ներքին այրման շարժիչը և էլեկտրական շարժիչը կարող են մասնակցել անիվների վրա ոլորող մոմենտ ստեղծելու ցանկացած համակցության: Նրանց աշխատանքի զուգահեռությունը ապահովում է մոլորակային տիպի բարդ մեխանիզմ, որտեղ ուժային հոսքերը խառնվում են և դիֆերենցիալի միջոցով փոխանցվում շարժիչ անիվներին։
Մեկնարկը և գործարկման արագացումը կատարվում է էլեկտրական շարժիչով: Եթե էլեկտրոնիկան որոշի, որ դրա հնարավորությունները բավարար չեն, միացված է Ատկինսոնի ցիկլի վրա աշխատող տնտեսական բենզինային շարժիչը:
Otto շարժիչներով սովորական մեքենաներում նման ջերմային ցիկլը չի կարող օգտագործվել անցողիկ պայմանների պատճառով: Բայց այստեղ դրանք ապահովված են էլեկտրական շարժիչով։
Անգործության ռեժիմը բացառվում է, եթե Toyota Prius-ն ինքնաբերաբար միացնում է ներքին այրման շարժիչը, ապա դրա համար անմիջապես աշխատանք է գտնում՝ օգնելու արագացմանը, մարտկոցը լիցքավորելու կամ օդորակման ապահովմանը:
Մշտապես ունենալով ծանրաբեռնվածություն և աշխատելով օպտիմալ արագությամբ, այն նվազագույնի է հասցնում բենզինի սպառումը` գտնվելով իր արտաքին արագության բնութագրիչի առավել շահավետ կետում:
Ավանդական մեկնարկիչ չկա, քանի որ նման շարժիչը կարող է գործարկվել միայն այն պտտելով զգալի արագությամբ, ինչն անում է շրջելի գեներատորը:
Մարտկոցներն ունեն տարբեր հզորություններ և լարումներ, PHV-ի ամենաբարդ վերալիցքավորվող տարբերակում դրանք արդեն բավականին տարածված են էլեկտրական մեքենաների համար 350 վոլտ 25 Ահ-ում:
Հիբրիդների առավելություններն ու թերությունները
Ինչպես ցանկացած փոխզիջում, հիբրիդները զիջում են մաքուր էլեկտրական մեքենաներին և սովորական դասական նավթային վառելիքով աշխատող մեքենաներին:
Բայց միևնույն ժամանակ նրանք շահում են մի շարք հատկություններով, որոնցից մեկը հանդես է գալիս որպես հիմնական.
- ներքին այրման շարժիչների վնասակար արտանետումների դեմ պայքարի համար օգտագործվող միջոցների պարզեցում.
- հասնել վառելիքի որոշակի խնայողության, թեկուզ վիճելի;
- շարժման հնարավորություն մաքուր էլեկտրական քաշումով, որտեղ արգելված է ներքին այրման շարժիչների օգտագործումը.
- հայտարարված հզորության բավականին պարզ աճ.
- անհնարինությունը, ի տարբերություն էլեկտրական մեքենայի, առանց էներգիայի մնալու էլեկտրական ցանցից հեռու։
Բոլոր թերությունները կապված են տեխնոլոգիայի բարդության հետ.
- հիբրիդների հետ աշխատելու համար հատուկ պատրաստվածություն ունեցող իրավասու անձնակազմի անհրաժեշտությունը.
- մեքենայի զանգվածի ավելացում, որը նույնպես վառելիք է սպառում.
- մեքենայի ավելի բարձր գին;
- էլեկտրական մեքենաների կորուստը ներքին այրման շարժիչի և դրա հետ կապված ամեն ինչի պահպանման պատճառով.
- դեռևս անբավարար զարգացած տեխնոլոգիաները և նախագծման միասնական մոտեցման բացակայությունը.
- վատ շրջակա միջավայրի բարեկեցություն մարտկոցների արտադրության և դրանց հեռացման մեջ:
Հնարավոր է, որ հիբրիդների արտադրությունը շարունակվի դասական մեքենաների իսպառ անհետացումից հետո։
Բայց դա տեղի կունենա միայն այն դեպքում, եթե ստեղծվի մեկ կոմպակտ, տնտեսող և լավ կառավարվող ածխաջրածնային վառելիքի շարժիչ, որը լավ հավելում կլինի ապագայի էլեկտրական մեքենայի համար՝ զգալիորեն մեծացնելով նրա դեռևս անբավարար ինքնավարությունը:
