Хибридните двигатели

НАЧАЛНА СТРАНИЦА ДВИГАТЕЛ С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ ЕЛЕКТРОДВИГАТЕЛ ХИБРИДЕН ДВИГАТЕЛ ДВИГАТЕЛИ НА БЪДЕЩЕТО


Въведение

Какви хибриди има на пазара - www.hybridcars.com

Хибридните системи по идея са как да постигнем хем това в онова, хем душата в рая. Например индиректните (или сериини) хибриди използват двигател с вътрешно горене, който върти динамо и създава ток, който от своя страна задвижва електрически двигател, който задвижва превозното средство. Предимствата на този подход са в това, че нямаме нужда да складираме електричеството – нямаме нужда от батерии. Също така управлението на поведението на колата (намаляване, ускоряване, спиране, тръгване) не влияе много върху двигателя с вътрешно горене – той може да поддържа постоянни обороти в оптимален режим (максимално КПД). Нямаме нужда от променливи отваряния на подаване на въздух, сложни динамични компресии, променливи дължини на рамената в зависимост от оборотите. КПД-то на двете системи заедно е по-високо от това на всяка по отделно.

История


Естествено качествата на електрическите двигатели не са останали незабелязани. Още през 1901-ва година Фердинанд Порше е създал хибридната кола Mixte с която счупил няколко скоростни рекорда по това време (55 км/ч). Бащата на съвременните хибриди обаче е Хенри Уоук и неговата работа през 60-те и 70-те на 20-ти век. Първата съвременна произвеждана хибридна кола е Honda Indight от началото на 90-те (тази кола бе спряна от производство миналата година). Първата серийно произвеждана е първа генерация на Toyota Prius за Япония (1997-ма година), а първата произвеждана сериино и продавана извън Япония е отново Honda Indight (продажбите в USA са започнали през 1999-та).

Класификация


Хибридните коли се класифицират в няколко основни типове:
Типове по отношение на задвижването:

Паралелни хибридни системи – това е система при която имаме двигател с вътрешно горене и електрически мотор свързани едновременно към механичната трансмисия. Електрическият мотор се използва основно за ускорение, запалване или за зареждане на батериите (като динамо). Предимството на тези системи е по-голяма мощност за кратко време (по голямо ускорение) и по-голяма маневреност. Недостатъците са – сложна конструкция, загуба на мощност при зареждане на батериите, също така двата двигателя трябва винаги да се въртят едновременно.

Сериен хибрид – при него моторът с вътрешно горене върти на оптимален режим генератор, който захранва електрическият мотор. Основното предимство е опростената механика на трансмисията, и оптималната употреба на двигателя с вътрешно горене. Основните недостатъци са по-малка обща мощност (пиковата мощност е равна на тази само на електрическият двигател, а не на двата двигателя взети заедно). Освен това двата двигателя трябва да работят едновременно през цялото време.

Комбиниран хибрид е хибрид който има едновременно характеристиките на паралелните и на сериините хибриди. Чрез специална конструкция подаването на движение към колелата може да идва от двигателя с вътрешно горене, или само електрическия, или двигателя с вътрешно горене да задвижва генератор за електрическия или да бъде изключен напълно. Тази конструкция дава възможност за оптимално използване на качествата на сериините или паралелните системи, както и позволява използването на по-голям двигател с вътрешно горене, който да се използва когато е необходима по-голяма мощност или на дълъг път, където той може да има по-оптимално поведение.

Типове по отношение на употребата на хибридността:

Пълен хибрид – това е двигател който може да работи само на електрически мотор, само на двигател с вътрешно горене, или използвайки и двете едновременно

Хибрид добавящ мощност – това е голям двигател с вътрешно горене, имащ малък електрически двигател монтиран между първия и трансмисията. Той се използва за запалване или за бързо добавяне на някоя и друга конска сила, когато е необходимо

Лек хибрид – това си е малък електрически двигател използван само за запалване на двигателя с вътрешно горене и евентуално да задвижва автомобилни компоненти като климатика. Неговото предимство е че колата може да изключва и включва двигателя с вътрешно горене при определени обстоятелства (например при дълъг престой на светофар) за да пести гориво.

Plug-in Hybrid – това е пълен хибрид, чиито батерии обаче могат да бъдат зареждани от външен източник на ток. Така при достатъчно мощни батерии тази кола може да се движи изключително на базата на електрическият мотор и да се превърне в напълно електрически автомобил.

От къде идва пестенето на гориво?

Хибридните автомобили използват няколко различни техники за пестене на гориво, от които всъщност излиза и създаването на по-малко CO2:

  1. градски условия където тръгвате-спирате, тръгвате-спирате, нормална кола би имала разход достигащ над 18 на сто (при 5л на час в спряно положение и 18км/ч средна скорост), докато хибридната кола може да се държи дори по-добре отколкото на извънградско и да достигне разход от 3-4 на сто.
  2. Когато спирате или карате на инерция по надолу електрическият двигател се превръща в едно голямо динамо и започва да захранва батериите. Хем колата спира по-добре, хем не губите ток. Така при градски и извънградски условия вие губите много малко електричество от батериите, но пестите гориво
  3. Когато изпреварвате кола при дълъг път, вместо да се повишат оборотите на двигателя с вътрешно горене, се включва първоначално само електрическият двигател допълнително. Така ако ви трябва екстра мощност за кратко, при изпреварвания или възвишения, употребата на гориво не заминава към 25 на сто, а си остава 5 на сто

Батерии.

Toyota Prius има батериен пакет от 54кг състоящ се от 38 модула (всеки по 1.04кг) призматични батерии, всяка с минимален волтаж от 7.2V и 6.5Ah произведена от Panasonic. Тези батерии имат най-висока ефективност при сравнително високи температури и при по-ниска околна температура ефективността им намалява. Ефективно имат мощност от 20kW при 50% SOC. За пример Lexus RX400h и Highlander Hybrid разполагат с 45kW мощност. Honda Civic Hybrid използва по-малък електромотор и батерии от Prius. Това е защото имат значително по-мощен и икономичен 1.3L а не 1.5L двигател, и самият двигател пести достатъчно създавайки повече конски сили. Така при равни параметри по отношение на разходите на гориво и CO2, Honda Civic Hybrid е по-мощен, с по-добро окачване, ускорение и вътрешен обем. Но по-малкият електромотор прави хибридната система на Civic Hybrid не толкова гъвкава, и това не е колата на истинският Geek. Освен това в България продават възможно най-грозния под-вариант на Civic Hybrid (явно искат да конкурират Toyota и по грознота).

Как работят Хибридните двигатели

| | |