Как устроен и работает гибридный двигатель автомобиля

Как устроен и работает гибридный двигатель автомобиля Ошибки и ремонт автомобилей

Основной силовой агрегат современных автомобилей — двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения нефтяных месторождений, возрастающих требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или сокращение его расхода обеспечивается электродвигателем или двигателем гибридного автомобиля. Последняя часть устанавливается на современные автомобили.Как работает и работает двигатель гибридного автомобиля

Видео:Как работает Toyota PriusСкачать

Как работает Toyota Prius

История гибридных двигателей

Двигатель гибридного автомобиля — это система бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые марка Parisienne des Voitures Electriques занялась производством таких автомобилей в 1897 году. Американская компания General Electric начала выпуск гибридов в 1900 году. Инженеры компании создали автомобиль с четырехцилиндровым бензиновым двигателем. Совершенно новый вид транспорта был экономически нецелесообразен из-за малой мощности и дешевого топлива.

Интересно знать! Гибридные грузовики не производились серийно в Чикаго до 1940-х годов.

В связи с ухудшением экологической обстановки, удорожанием топлива для двигателей внутреннего сгорания идея создания смешанных энергоблоков стала актуальной в наше время. Массовое производство гибридов было практически первым, кто основал бренд Toyota. Автомобили с лифтбэком Toyota Prius были произведены в 1997 году. В 1999 году Honda представила модель Insight. На 2014 год количество гибридов превысило 7 миллионов.

Видео:Как устроен гибридный автомобиль.Скачать

Как устроен гибридный автомобиль.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что такое гибридный двигатель в автомобиле. Двигатель — бензиновая (дизельная) система и электрический силовой агрегат. Для полноценного функционирования схемы задействованы другие узлы, управляемые компьютером.

Полная конструкция гибрида

Как работает и работает двигатель гибридного автомобиляПонять, как устроен двигатель современного гибридного автомобиля, поможет описание его устройства. В состав двигателя входят:

  • двигатель внутреннего сгорания. Конструкция детали разработана таким образом, чтобы облегчить вес, минимизировать расход топлива и количество вредных выбросов;
  • электродвигатель. Он генерируется из топливного бака и может генерировать энергию для зарядки аккумулятора. Деталь интегрирована в систему питания или находится отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
  • трансмиссии. В зависимости от типа гибрида бывают встроенные коробки передач, механические или автоматические коробки передач. Некоторые детали работают по принципу плавной загрузки;
  • топливный бак. Обеспечивает подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания;
  • аккумуляторы. В гибридных автомобилях устанавливаются две батареи: высоковольтная для работы двигателя и 12 В для питания бортовой системы. Системы запускаются от штатной батареи — высокое напряжение и инвертор работают только при постоянном охлаждении;
  • инвертор. Необходимо преобразовать ток, идущий от высоковольтной батареи, в трехфазный переменный для электродвигателя, чтобы регулировать распределение энергии;
  • генератор. Он работает по принципу электрического агрегата и вырабатывает электричество.

Интересно знать! При сжигании 1 литра бензина такое же количество энергии получается от работы аккумулятора весом 4,5 центнера.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип хорошей работы современного гибридного двигателя основан на раздельной или одновременной работе двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Для управления системой используется бортовой компьютер. Устройство определяет тип активной силовой установки исходя из режима движения:

  • на городских улицах требуется маломощный электродвигатель;
  • при движении по загородной трассе используется бензиновый двигатель;
  • в смешанном режиме (прерывистые остановки и ускорения) приводы работают вместе.

Важно! Во время работы ДВС электродвигатель заряжается.

Видео:Как устроен гибридный экологически чистый автомобиль ?Скачать

Как устроен гибридный экологически чистый автомобиль ?

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия генераторной установки и стандартного двигателя.

Последовательная схема

Как работает и работает двигатель гибридного автомобиляВ последовательной гибридной схеме двигатель внутреннего сгорания включает генератор, который вырабатывает энергию для питания электродвигателя, который вращает колеса. Последовательный гибридный автомобиль использует двигатель внутреннего сгорания малой мощности, но только в условиях максимальной эффективности. Маленькие модели автомобилей выпускаются с большим аккумулятором.

Параллельная схема

Оснащение автомобиля параллельной гибридной системой обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического двигателя. Электрическая система также действует как стартер и генератор, расположенный между коробкой передач и двигателем внутреннего сгорания. Дополнительная мощность вырабатывается электродвигателем в зависимости от режима движения. Аккумуляторы компактны и заряжаются во время движения машины.Как работает и работает двигатель гибридного автомобиля

В подробном описании параллельной схемы гибридной трансмиссии современного автомобиля отмечается ее недостаток. Электродвигатель не раскручивает колесо и одновременно заряжает аккумулятор.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид сочетает в себе последовательную и параллельную работу. Электрические агрегаты работают как генератор, вырабатывая электричество, и как двигатель, создавая тягу. Для комбинирования моторов используется планетарный редуктор. Двигатель внутреннего сгорания вырабатывает минимум мощности во время цикла Аткинсона, что гарантирует экономию топлива. Конструкция параллельной последовательной цепи и принцип работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

  • работать в экономичном режиме. На электротяге двигатель внутреннего сгорания выключен, электродвигатель питается от аккумуляторной батареи;
  • поддержка скорости движения. Мощность двигателя внутреннего сгорания распределяется по колесной системе и генератору. В этот момент генератор запитывается параллельно, и аккумулятор заряжается;
  • интенсивное ускорение. При высоких нагрузках двигатель внутреннего сгорания и электрическая часть работают параллельно. Электродвигатель питается от батареи без потери мощности генератора.

Важно! Принцип комбинированного привода наиболее эффективно реализован брендом Toyota и получил название Hybrid Synergy Drive.

Видео:Что внутри гибридного автомобиля?Скачать

Что внутри гибридного автомобиля?

Преимущества и недостатки гибридных авто

Гибридные автомобили потребляют до 30% меньше топлива, чем стандартные автомобили. Преимущества использования двигателя гибридного автомобиля на этом не заканчиваются:

  • минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличие большого аккумулятора;
  • согласованность функций двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя;
  • полезные нововведения — опции стоп-старт, рециркуляция смесей выхлопных газов (подогревается антифриз), доработка газораспределительной фазы;
  • наличие водяной помпы с электроприводом, системы кондиционирования и гидроусилителя руля, лучшая прокатка шин;
  • экономичность на холостом ходу в городских условиях;
  • возможность дальнего путешествия без подзарядки аккумулятора — бак пополняется;
  • поддержка выбранного режима благодаря компьютерному управлению;
  • низкий уровень шума работающего двигателя.

Читайте также: Рейтинг лучших гибридных автомобилей прошлого: (японские, китайские, русские)

К недостаткам гибридных моделей можно отнести:

  • необходимость регулярной нагрузки на аккумулятор;
  • аккумулятор может разряжаться в критическом состоянии при низких температурах;
  • проблемы с авторемонтом автомобиля;
  • высокая цена запчастей не всегда в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является дороговизна перевозки: даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят порядка 18 тысяч евро.

Видео:Такие разные гибриды. Как это работаетСкачать

Такие разные гибриды. Как это работает

Типы гибридных агрегатов

Современный гибридный двигатель — это экономичный и экологически чистый агрегат, но обзор основных вариантов конструкции поможет полностью понять, что это такое:

  • микрогибридная трансмиссия. Электрический компонент привода — это стартер или генератор переменного тока, который отвечает за функции пуска и останова. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть преобразуется в электрическую энергию. Нет привода исключительно на электропривод. Аккумулятор с зарядом из стекловолокна — 12 Вольт, подходит для частых запусков;
  • средний гибридный силовой агрегат. Что в данном случае означает двигатель гибридного автомобиля? Деталь поддерживает функции двигателя внутреннего сгорания, но транспортное средство не работает с электроприводом. Средние гибриды могут восстанавливать часть кинетической энергии при торможении. Он переходит в электрический разряд и накапливается в батарее. Аккумулятор и блоки питания работают на высокой мощности. В режиме перемещения точки нагрузки с помощью электрогенератора увеличивается КПД теплового двигателя;
  • полностью гибридный силовой агрегат. Генератор большой мощности интегрирован с двигателем внутреннего сгорания. Имеется функция тихоходного электропривода движения автомобиля. Электрогенератор приводит в действие двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп во время работы. В процессе восстановления высоковольтный аккумулятор заряжается. Разделительная муфта двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя обеспечивает быстрое отключение одной системы от другой.

Интересно знать! Микрогибридные силовые агрегаты были впервые разработаны и произведены брендом Toyota.

Видео:Гибридные автомобили: MHEV, HEV, PHEV. Как устроены и где выгода?Скачать

Гибридные автомобили: MHEV, HEV, PHEV. Как устроены и где выгода?

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существуют разные типы гибридных автомобилей.

Микрогибрид

В моделях есть функции рекуперации энергии при торможении, автоматическая остановка-старт. Микрогибриды делятся на три типа:

  • автомобиль с системой старт-стоп;
  • транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
  • модели, сочетающие две технологии со свинцово-кислотным аккумулятором AGM и комбинированным стартером / генератором.

Благодаря экономии топлива и экологичности отсутствует электрическое воздействие на трансмиссию.

Важно! Этот транспорт нельзя назвать полностью гибридным %.

Мягкий гибрид

Как работает и работает двигатель гибридного автомобиляЧто такое легкий гибридный двигатель? Электродвигательная установка обеспечивает поддержку двигателя внутреннего сгорания; Работа в чисто электрическом режиме не выполняется. Регенерация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте стоит стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются малой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при разгоне или разгоне.

Интересно знать! Система рекуперации кинетической энергии легких гибридных автомобилей также используется в Формуле 1.

Полный гибрид

Как работает и работает двигатель гибридного автомобиляЭлектрическая часть используется для передвижения по городу, штатный ДВС работает на высоких оборотах. Схема соединения электродвигателя с ДВС выполняется последовательно, совмещенная или разветвленная.

Автомобиль не загружается из сети, а только в процессе восстановления. Когда литий-ионный аккумулятор разряжен, можно переключиться на двигатель внутреннего сгорания.

Гибриды-плагины

Как работает и работает двигатель гибридного автомобиляЧто такое plug-in и надежный ли двигатель гибридного автомобиля? Электрическая часть собирает энергию для зарядки аккумулятора, вместе с двигателем внутреннего сгорания вращает колеса.

Инновационные модели передвигаются за счет усилий двух моторов, для них характерны громоздкие и мощные аккумуляторы (от 70 до 100 лошадиных сил). Рядом с люком бензобака есть порт для зарядки. Особенность плагинов — преодоление расстояния до 50 км только с электроприводом.

Видео:Проблемы гибридных двигателей | Как правильно пользоваться гибридными автомобилямиСкачать

Проблемы гибридных двигателей | Как правильно пользоваться гибридными автомобилями

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструктивные доработки привода дополнительных приводов заключались в том, что компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Сторона привода полностью гибридных моделей включает в себя следующие элементы:

  • электрический вакуумный насос. Деталь служит для снижения давления усилителя тормозов и поддержания подачи низкого давления при трогании с места и остановке;
  • электрогидравлический усилитель руля. Используется для отключения двигателя внутреннего сгорания и усилителя при автоматическом выключении двигателя. Технология позволяет оптимизировать расходы на топливо;
  • компрессорный кондиционер с электроприводом. Отвечает за охлаждение салона при автоматическом отключении. Деталь предполагает отключение привода компрессора кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреон и направляет его в насосную систему;
  • блок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Важно! Полный привод — единственный гибридный вариант, сочетающий в себе старт-стоп, восстановление, электропривод и E-Boost.

Видео:НОВЫЙ Гибрид Toyota Как Работает (перевод с озвучкой)Скачать

НОВЫЙ Гибрид Toyota Как Работает (перевод с озвучкой)

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии комбинированного двигателя приводит к неполному пониманию автомобилистами, что такое гибридный двигатель и как он работает на такой машине. Учитывая двадцатилетнее развитие бренда Toyota, у гибридов много перспектив развития. Автомобили с легким кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, быстрой и легкой зарядкой и улучшенным режимом восстановления покорят рынок в ближайшем будущем.

В гибридных автомобилях двигатель внутреннего сгорания не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона срок его службы выше, чем у стандартного двигателя. Для снижения затрат на топливо автомобили оснащены сжиженным газом, совместимым с электронными блоками управления. При внешнем сходстве с бензиновыми технологиями автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным увеличением затрат. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена автомобиля окупится за 5 лет. Но минимальные затраты на топливо окупаются.

Однако будущее гибридных автомобилей лежит только в подключаемых моделях, которые действительно экономят топливо. Плагины привлекательны своим тихим и плавным электродвигателем, динамикой бензинового двигателя, обеспечиваемой мощным электрическим наддувом. Для полноценного использования автомобиля необходимо развитие зарядной инфраструктуры — установка специальных розеток на заправках.

📽️ Видео

Расход 3 литра! Как это устроено? Уникальная трансмиссия e-CVT от HondaСкачать

Расход 3 литра! Как это устроено? Уникальная трансмиссия e-CVT от Honda

Параллельный гибрид Toyota, принцип работыСкачать

Параллельный гибрид Toyota, принцип работы

Общее устройство легкового автомобиля в 3D. Как работает автомобиль?Скачать

Общее устройство легкового автомобиля в 3D. Как работает автомобиль?

Как правильно ездить на гибридных автомобилях!Скачать

Как правильно ездить на гибридных автомобилях!

Как работает гибридный автомобиль? / RVISIONСкачать

Как работает гибридный автомобиль? / RVISION

Гибридная силовая установка Toyota Prius 30Скачать

Гибридная силовая установка Toyota Prius 30

Что такое гибрид? Что нужно знать, чего не стоит бояться!Вся правда, разрушение мифов специалистами!Скачать

Что такое гибрид? Что нужно знать, чего не стоит бояться!Вся правда, разрушение мифов специалистами!

как работает гибридный автомобильСкачать

как работает гибридный автомобиль

Идеальный гибрид. e-CVT. Как это работаетСкачать

Идеальный гибрид. e-CVT. Как это работает

Как устроен гибридный автомобиль ? Mozaik Education 3DСкачать

Как устроен гибридный автомобиль ? Mozaik Education 3D

Как устроены гибридные автомобилиСкачать

Как устроены гибридные автомобили

Какие бывают поломки у гибридных автомобилей, и как их устранять. Toyota Auris Hybrid, Toyota Prius.Скачать

Какие бывают поломки у гибридных автомобилей, и как их устранять. Toyota Auris Hybrid, Toyota Prius.
Поделиться или сохранить к себе: