Гибридті көлік дегеніміз не? Түрлері, схемалары және жұмыс істеу принципі

Гибридті көлік ішкі жану қозғалтқышын (ІЖҚ) электр қозғалтқышымен біріктіреді, нәтижесінде отын шығыны азаяды және пайдаланылған газдар шығарындысы төмендейді. Гибридтік жүйе неғұрлым тиімді болса, оған соғұрлым қуатты аккумуляторлар қажет — демек, бағасы да соғұрлым жоғары. Гибридті көліктердің қалай жұмыс істейтіні және оларды немен ерекшелейтіні туралы білуіңіз керектің бәрі осында.

Жұмсақ гибридтер мен толық гибридтер: айырмашылығы неде?

Электр қозғалтқышының қозғалыс жүйесіндегі рөліне байланысты гибридтер екі негізгі санатқа бөлінеді: жұмсақ және толық.

• Жұмсақ гибридтер электр қозғалтқышын ішкі жану қозғалтқышының көмекшісі ретінде пайдаланады. Танымал мысал — Honda Insight хэтчбегі. Электр қозғалтқышы үдеу кезінде көмектеседі, бірақ көлікті өздігінен жүргізе алмайды.
• Толық гибридтер ІЖҚ мүлдем жұмыс істемей, тек электр қуатымен белгілі бір қашықтыққа жүре алады. Lexus RX 400h — осы түрдің классикалық мысалы.

Сондай-ақ кейде микрогибридтер деп аталатын, нақты анықталмаған үшінші санат бар — бұл старт/стоп жүйесі бар көліктерді сипаттайтын маркетингтік термин. Алайда, бұл шын мәнінде жетілдірілген генератордан басқа ештеңе емес, нағыз гибридтік құрылым емес, өйткені ешбір электр қозғалтқышы дөңгелектерге айналу моментін бермейді.

Гибридтік қозғалыс жүйесінің 3 негізгі схемасы

Гибридтік қозғалыс жүйелері үш негізгі конфигурацияда болады: тізбекті, параллель және тізбекті-параллель. Әрқайсысының өзіндік сипаттамалары, артықшылықтары және әдеттегі қолдану жағдайлары бар.

1. Тізбекті гибрид

Тізбекті гибрид — ең көне конфигурация, оны 1899 жылы Фердинанд Порше ойлап тапқан. Бұл схемада:

• Дөңгелектерді толығымен электр қозғалтқышы айналдырады.
• Шағын көлемді ІЖҚ электр энергиясын өндіру үшін генераторды айналдырады — ол ешқашан дөңгелектерді тікелей жүргізбейді.
• Дәстүрлі беріліс қорабы немесе жоғары қуатты жану қозғалтқышы қажет емес.
• Үлкен сыйымдылықты аккумуляторлар (әдетте никель-металл гидридті) қажет.

Бұл схема бүгінде жеңіл көліктерде сирек кездеседі, бірақ карьерлік самосвалдарда, автобустарда және локомотивтерде кеңінен қолданылады.

2. Параллель гибрид

1905 жылы неміс инженері Анри Пипер патенттеген параллель гибрид — бүгінде ең көп қолданылатын конфигурация. Ол барлық дерлік жұмсақ гибридті көліктердің негізі болып табылады. Негізгі сипаттамалары:

• Қуатты электр қозғалтқышы (әдетте 10–15 кВт) үдеу кезінде ІЖҚ-ға көмектеседі.
• Электр қозғалтқышы сондай-ақ рекуперативті тежеу арқылы энергияны қалпына келтіріп, сақтайды.
• Әдетте CVT (вариаторлы беріліс) немесе планетарлық беріліс қолданылады.
• Қуат көздеріне литий-ион немесе литий-полимер аккумуляторлары жатады.
• Тізбекті гибридтермен салыстырғанда аккумулятордың сыйымдылығы аз қажет, бұл шығынды төмен ұстайды.

Honda CR-Z бензин-электр купесін алты сатылы механикалық беріліс қорабымен жабдықтап, ерекше тәсіл қолданды. Кейбір автоөндірушілер дәстүрлі аккумуляторларға балама ретінде қысқа уақыт ішінде өте жоғары қуат бере алатын суперконденсаторларды да зерттеп жатыр.

3. Тізбекті-параллель гибрид

Тізбекті-параллель конфигурация екі схеманың да элементтерін біріктіреді, оның ең жақсы үлгісі — Toyota Prius және «h» белгісі бар Lexus модельдері, олардың барлығы Toyota-ның меншікті HSD (Hybrid Synergy Drive) жүйесімен жұмыс істейді.

Жұмыс істеу принципі:

• Планетарлық беріліс ІЖҚ мен электр қозғалтқышына бірге немесе бөлек жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
• ІЖҚ дөңгелектерді жүргізумен бір мезгілде генераторды қоректендіреді.
• Дәстүрлі беріліс қорабы қажет емес — оның орнына борттық электроника қозғалтқыштар мен генератордың айналу жиілігін реттейді.
• Нәтижесінде қуатты тегіс әрі тиімді беретін ECVT (электрлік вариаторлы беріліс) алынады.

Гибридті көліктер қандай қозғалтқыштарды пайдаланады?

Гибридті көліктердің басым көпшілігі бензин қозғалтқыштарын пайдаланады, олардың көбі Аткинсон циклімен жұмыс істейді — бұл сығу тактісі қысқа, жылулық тиімділікті арттырып, шығарындыларды азайтатын құрылым. Бұл бензин-электр гибридтерін отын үнемдеу мен қоршаған ортаға әсер тұрғысынан тамаша көрсеткіш иесі етеді.

Ендеше дизель-электр гибридтері неге кеңінен таралмаған? Бірнеше негізгі себеп:

• Ең үлкен гибрид нарығы — Солтүстік Америка — тарихи тұрғыдан дизельді жеңіл көліктерді аз қабылдаған.
• Дизель қозғалтқыштарын өндіру бензиндіге қарағанда қымбатырақ, бұл онсыз да айтарлықтай гибрид баға үстемесін одан әрі арттырар еді.
• Бензин-Аткинсон циклді қозғалтқыштар электр қозғалтқышымен жұптасқанда-ақ керемет тиімділікке қол жеткізеді.

Бұл — аударма. Түпнұсқаны мұнда оқи аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html