Переважна більшість сучасних автомобілів працюють від двигунів внутрішнього згоряння. Але, з огляду на світові тенденції на зниження нафтових запасів, а також необхідність дбайливого ставлення до навколишнього середовища, останнім часом частіше піднімається питання заміни ДВС на щось більш економічне і потужне, яке дозволить повністю задовольнити потреби людини в швидкому, комфортному і безпечному пересуванні. Хорошою альтернативою сучасним автомобілям, які працюють на енергії згоряння палива, можуть стати електромобілі, які харчуються електрикою - це не гібридний двигун.
Правда, сьогодні вони ще мають певні конструктивні недоліки. Зокрема це малий запас ходу (в більшості випадків він не перевищує 150 - 180 км), а також дуже тривалий термін підзарядки (зазвичай займає кілька годин). Крім іншого такі автомобілі мають досить високу вартість, тому в найближчому майбутньому розраховувати, що вони повністю прийдуть на заміну існуючим паливним машинам не варто.
Тому гарною альтернативою, що поєднує переваги обох конструкцій, є автомобілі на гібридних двигунах. Принцип їх роботи полягає в використанні енергії згоряння палива для підзарядки спеціальних акумуляторів, які в подальшому живлять тягу авто.
Таким чином досягається мінімізація використання палива, зниження вартості автомобіля, підвищення рівня його потужності, а також підвищення рівня його екологічної чистоти. При цьому відсутня потреба витрачати час на тривалу підзарядку батарей, а однієї заправки бака паливом вистачає на більшу відстань, навіть при підвищеній потужності або витраті пального в міських умовах, ніж в звичайному автомобілі.
Принцип роботи гібридного двигуна
Для другого типу гібридного двигуна характерна робота в якості тягового агрегату тільки електродвигуна. ДВС в цьому випадку використовується як джерело його постійної підзарядки. Такий підхід дає можливість виробити постійний режим роботи ДВС, що дає можливість досягти максимального показника його ККД. При цьому, з огляду на, що не потрібно зниження або збільшення тягового навантаження, витрата палива істотно знижується.
У третьому випадку в автомобілі ще й додається можливість прямої підзарядки від джерела електричного живлення. Такий тип машини повністю позбавляється від головного недоліку звичайних електромобілів, а саме він може працювати після закінчення заряду батареї (в цьому випадку включається ДВС і машина починає працювати за принципом звичайного гібрида).
До всього іншого сучасні гібридні автомобілі ще й оснащуються системами KERS (здійснюють переробку кінетичної енергії обертання). Суть роботи цієї системи зводиться до додаткової підзарядки акумуляторних батарей за рахунок обертальної енергії коліс, коли автомобіль рухається накатом (своїм ходом), або під час гальмування. Такий підхід дозволяє ще більше знизити рівень споживання палива в міських умовах.
Трохи про схемах взаємодії гібридних двигунів
У першому випадку принцип взаємодії максимально простий. ДВС працює виключно як джерело підзарядки акумуляторної батареї і не залучається в якості тягової сили.
З позитивних характеристик такої гібридної схеми слід виділити рівномірність роботи ДВС, досягнення його максимального ККД, зниження рівня споживання палива. Тут же відсутність системи перемикання передач, можливість пересування навіть при вимкненому ДВС, за рахунок накопиченої акумуляторами енергії. Але є і деякі недоліки. Зокрема необхідність використання значних розмірів акумуляторів, а також втрата енергії в процесі перетворення.
У наступній, паралельної схемою використовуються два двигуна одночасно. При цьому основним тяговим агрегатом залишається ДВС, а електромотор виступає як допоміжний. Його сила використовується у випадках, коли починає турбуватися додаткова потужність. Це дозволяє істотно економити витрати пального, при цьому не потрібно встановлювати величезних акумуляторів.
Така схема гібридного двигуна найбільш оптимально за вартістю і отримання кінцевого результату. Дуже добре підходять для умов швидкісної їзди по трасах. А ось з мінусів - в умовах міської їзди, коли автомобіль постійно «смикається», вони малоефективні. Тут же варто відзначити незначну, порівняно з іншими гібридними варіантами, економію палива (більшу тривалість часу автомобіль з гібридним двигуном все ж працює від ДВС).
Третій тип схеми передбачає поєднання принципу роботи двох попередніх. Тут енергія роботи тягового ДВС частково перенаправляється на генератор, що заряджає електродвигун. Надалі шляхом комп'ютерного регулювання оптимально синхронізується робота двох двигунів, що дозволяє максимально використовувати корисні моменти кожного з них.
По суті на виході виходить універсальний транспортний засіб, здатний однаково комфортно почувати себе як в міських умовах, так і на швидкісних трасах. Але є тут і деякі недоліки. Зокрема дуже складна конструктивна система, акумулятор досить значною потужності, комп'ютерне управління, необхідність установки додаткового генератора.
На сьогодні це все, що ми хотіли Вам розповісти про гібридному двигуні.
Поділіться інформацією з друзями: