Mis on hübriidauto? Tüübid, skeemid ja kuidas need töötavad

Hübriidauto ühendab sisepõlemismootori (ICE) elektrimootoriga, mille tulemuseks on väiksem kütusekulu ja vähem heitgaase. Mida tõhusam on hübriidsüsteem, seda võimsamaid akusid see vajab — ja seega seda kõrgem on hind. Siin on kõik, mida pead teadma hübriidautode tööpõhimõtte ja nende eripärade kohta.

Pehmed hübriidid vs. täishübriidid: milles on vahe?

Olenevalt sellest, millist rolli elektrimootor jõuülekandes mängib, jagunevad hübriidid kahte põhikategooriasse: pehmed ja täishübriidid.

• Pehmed hübriidid kasutavad elektrimootorit sisepõlemismootori abilisena. Tuntud näide on luukpära Honda Insight. Elektrimootor aitab kiirendamisel kaasa, kuid ei suuda autot iseseisvalt liikuma panna.
• Täishübriidid suudavad läbida teatud vahemaa ainult elektri jõul, ilma et sisepõlemismootor üldse töötaks. Lexus RX 400h on selle tüübi klassikaline näide.

On olemas ka kolmas, ebamääraselt määratletud kategooria, mida mõnikord nimetatakse mikrohübriidideks — turundustermin, millega kirjeldatakse start-stopp-süsteemiga sõidukeid. See on aga sisuliselt vaid täiustatud generaator, mitte tõeline hübriidlahendus, kuna ükski elektrimootor ei kanna pöördemomenti ratastele.

Hübriidjõuülekande 3 peamist skeemi

Hübriidjõuülekanded esinevad kolmes põhikonfiguratsioonis: jada-, rööp- ja jada-rööpskeem. Igal neist on omad iseloomulikud jooned, eelised ja tüüpilised kasutusalad.

1. Jadahübriid

Jadahübriid on vanim konfiguratsioon, mille leiutas 1899. aastal Ferdinand Porsche. Selles skeemis:

• Rattaid veab täielikult elektrimootor.
• Väikese töömahuga sisepõlemismootor pöörab generaatorit, et toota elektrit — see ei vea kunagi otse rattaid.
• Traditsioonilist käigukasti ega suure võimsusega sisepõlemismootorit pole vaja.
• Vajalikud on suure mahtuvusega akud (tavaliselt nikkel-metallhüdriid).

See skeem on tänapäeval sõiduautodes vähem levinud, kuid seda kasutatakse laialdaselt karjääri-iseväljalaadivates veokites, bussides ja vedurites.

2. Rööphübriid

Saksa insener Henri Pieper patenteeris selle 1905. aastal ning rööphübriid on tänapäeval kaugelt kõige levinum konfiguratsioon. See on aluseks peaaegu kõigile pehmetele hübriidsõidukitele. Peamised omadused on järgmised:

• Võimas elektrimootor (tavaliselt 10–15 kW) aitab sisepõlemismootorit kiirendamisel.
• Elektrimootor taastab ja salvestab energiat ka regeneratiivse pidurdamise kaudu.
• Tavaliselt kasutatakse CVT-d (astmeteta käigukast) või planetaarülekannet.
• Energiaallikate hulka kuuluvad liitium-ioon- või liitiumpolümeerakud.
• Võrreldes jadahübriididega on vaja väiksemat akumahtuvust, mis hoiab kulud madalamana.

Honda valis ainulaadse lähenemise, varustades oma bensiini-elektrilise kupee CR-Z kuuekäigulise mehaanilise käigukastiga. Mõned autotootjad uurivad ka superkondensaatoreid, mis suudavad lühikese aja jooksul anda väga suurt võimsust, tavapäraste akude alternatiivina.

3. Jada-rööphübriid

Jada-rööpkonfiguratsioon ühendab mõlema skeemi elemente ning seda kehastavad kõige paremini Toyota Prius ja “h”-tähisega Lexuse mudelid, mida kõiki käitab Toyota enda HSD-süsteem (Hybrid Synergy Drive).

Kuidas see töötab:

• Planetaarülekanne võimaldab sisepõlemismootoril ja elektrimootoril töötada koos või teineteisest sõltumatult.
• Sisepõlemismootor veab rattaid ja toidab samal ajal generaatorit.
• Traditsioonilist käigukasti pole vaja — selle asemel reguleerib pardaelektroonika mootorite ja generaatori kiirust.
• Tulemuseks on ECVT (elektrooniline astmeteta käigukast), mis pakub sujuvat ja tõhusat jõuülekannet.

Milliseid mootoreid hübriidautod kasutavad?

Valdav enamik hübriidsõidukeid kasutab bensiinimootoreid, millest paljud töötavad Atkinsoni tsükli järgi — see konstruktsioon lühema kokkusurumistaktiga parandab termilist kasutegurit ja vähendab heitgaase. See teeb bensiini-elektrilistest hübriididest suurepärased nii kütusesäästlikkuse kui ka keskkonnamõju poolest.

Miks ei ole diisel-elektrilised hübriidid siis levinumad? Mõned peamised põhjused:

• Suurim hübriiditurg — Põhja-Ameerika — on ajalooliselt kasutanud vähe diiselsõiduautosid.
• Diiselmootorite tootmine on kallim kui bensiinimootorite oma, mis tõstaks niigi märkimisväärset hübriidi hinnalisa veelgi.
• Atkinsoni tsükliga bensiinimootorid saavutavad elektrimootoriga ühendatuna juba suurepärase kasuteguri.

See on tõlge. Originaali saad lugeda siit: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html