តើរថយន្តកូនកាត់ (Hybrid) ជាអ្វី? ប្រភេទ គ្រោងការណ៍ និងរបៀបដែលវាដំណើរការ

រថយន្តកូនកាត់រួមបញ្ចូលគ្នានូវម៉ាស៊ីនឆេះក្នុង (ICE) ជាមួយនឹងម៉ូទ័រអគ្គិសនី ដែលនាំឱ្យមានការប្រើប្រាស់ប្រេងឥន្ធនៈតិចជាង និងការបញ្ចេញឧស្ម័នផ្សែងពុលថយចុះ។ ប្រព័ន្ធកូនកាត់កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព វាកាន់តែត្រូវការថ្មដែលមានកម្លាំងខ្លាំង — ហើយជាលទ្ធផល តម្លៃក៏កាន់តែខ្ពស់ផងដែរ។ ខាងក្រោមនេះគឺជាអ្វីៗទាំងអស់ដែលអ្នកត្រូវដឹងអំពីរបៀបដែលរថយន្តកូនកាត់ដំណើរការ និងអ្វីដែលធ្វើឱ្យវាខុសប្លែកពីគេ។

Mild Hybrid ធៀបនឹង Full Hybrid៖ តើមានភាពខុសគ្នាយ៉ាងណា?

អាស្រ័យលើតួនាទីដែលម៉ូទ័រអគ្គិសនីដើរតួក្នុងប្រព័ន្ធបញ្ជូនកម្លាំង រថយន្តកូនកាត់ត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទចម្បង៖ mild (កូនកាត់ស្រាល) និង full (កូនកាត់ពេញលេញ)។

• Mild hybrid ប្រើម៉ូទ័រអគ្គិសនីជាជំនួយដល់ម៉ាស៊ីនឆេះក្នុង។ ឧទាហរណ៍ដ៏ល្បីមួយគឺរថយន្ត hatchback Honda Insight។ ម៉ូទ័រអគ្គិសនីជួយក្នុងពេលបង្កើនល្បឿន ប៉ុន្តែមិនអាចបញ្ជារថយន្តតែម្នាក់ឯងបានឡើយ។
• Full hybrid អាចធ្វើដំណើរក្នុងចម្ងាយជាក់លាក់មួយដោយប្រើតែកម្លាំងអគ្គិសនី ដោយមិនចាំបាច់ឱ្យម៉ាស៊ីន ICE ដំណើរការទាល់តែសោះ។ រថយន្ត Lexus RX 400h គឺជាឧទាហរណ៍បុរាណនៃប្រភេទនេះ។

ក៏មានប្រភេទទីបី ដែលត្រូវបានកំណត់និយមន័យមិនច្បាស់លាស់ ដែលជួនកាលគេហៅថា microhybrid — ជាពាក្យផ្សព្វផ្សាយពាណិជ្ជកម្មដែលប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីយានយន្តដែលមានប្រព័ន្ធ start/stop។ ទោះជាយ៉ាងណា ជាសារវ័ន្ត វាគ្រាន់តែជាម៉ាស៊ីនភ្លើងជំនាន់ខ្ពស់ប៉ុណ្ណោះ មិនមែនជាប្រព័ន្ធកូនកាត់ពិតប្រាកដឡើយ ដោយសារតែគ្មានម៉ូទ័រអគ្គិសនីណាមួយបញ្ជូនកម្លាំងបង្វិល (torque) ទៅកាន់កង់ឡើយ។

គ្រោងការណ៍ប្រព័ន្ធបញ្ជូនកម្លាំងកូនកាត់ចម្បងទាំង ៣

ប្រព័ន្ធបញ្ជូនកម្លាំងកូនកាត់មានបីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធជាមូលដ្ឋាន៖ ស៊េរី (series) ប៉ារ៉ាឡែល (parallel) និងស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែល (series-parallel)។ ប្រភេទនីមួយៗមានលក្ខណៈ អត្ថប្រយោជន៍ និងករណីប្រើប្រាស់ធម្មតាខុសៗគ្នា។

១. កូនកាត់ស៊េរី (Series Hybrid)

កូនកាត់ស៊េរីគឺជាការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធចាស់ជាងគេ ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅ ឆ្នាំ ១៨៩៩ ដោយ Ferdinand Porsche។ ក្នុងគ្រោងការណ៍នេះ៖

• កង់ត្រូវបានបញ្ជាទាំងស្រុងដោយម៉ូទ័រអគ្គិសនី។
• ម៉ាស៊ីន ICE ដែលមានបរិមាណស៊ីឡាំងតូចបង្វិលម៉ាស៊ីនភ្លើងដើម្បីផលិតអគ្គិសនី — វាមិនដែលបញ្ជាកង់ដោយផ្ទាល់ឡើយ។
• មិនត្រូវការប្រអប់លេខបុរាណ ឬម៉ាស៊ីនឆេះក្នុងដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ឡើយ។
• ត្រូវការថ្មដែលមានសមត្ថភាពធំ (ជាធម្មតាគឺ nickel metal hydride)។

គ្រោងការណ៍នេះមិនសូវមានជាទូទៅនៅក្នុងរថយន្តដឹកអ្នកដំណើរសព្វថ្ងៃនេះទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឡានដឹកដីពេញ (dump truck) របស់អណ្តូងថ្ម ឡានក្រុង និងក្បាលរថភ្លើង។

២. កូនកាត់ប៉ារ៉ាឡែល (Parallel Hybrid)

ត្រូវបានចុះប៉ាតង់នៅ ឆ្នាំ ១៩០៥ ដោយវិស្វករអាល្លឺម៉ង់ឈ្មោះ Henri Pieper កូនកាត់ប៉ារ៉ាឡែលគឺជាការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ច្រើនជាងគេបំផុតសព្វថ្ងៃនេះ។ វាជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃយានយន្ត mild hybrid ស្ទើរតែទាំងអស់។ លក្ខណៈសំខាន់ៗរួមមាន៖

• ម៉ូទ័រអគ្គិសនីដ៏មានកម្លាំង (ជាធម្មតា ១០–១៥ kW) ជួយដល់ម៉ាស៊ីន ICE ក្នុងពេលបង្កើនល្បឿន។
• ម៉ូទ័រអគ្គិសនីក៏ស្តារ និងផ្ទុកថាមពលឡើងវិញតាមរយៈការហ្វ្រាំងបង្កើតថាមពលឡើងវិញ (regenerative braking) ផងដែរ។
• ជាធម្មតាគេប្រើ CVT (ប្រអប់លេខប្រែប្រួលជាបន្តបន្ទាប់) ឬ planetary gear។
• ប្រភពថាមពលរួមមាន ថ្ម lithium-ion ឬ ថ្ម lithium polymer។
• ត្រូវការសមត្ថភាពថ្មតិចជាងបើធៀបនឹងកូនកាត់ស៊េរី ដែលធ្វើឱ្យតម្លៃថោកជាង។

Honda បានយកវិធីសាស្ត្រពិសេសមួយ ដោយបំពាក់រថយន្ត coupe ប្រេង-អគ្គិសនី CR-Z របស់ខ្លួនជាមួយប្រអប់លេខមេកានិចប្រាំមួយលេខ។ ក្រុមហ៊ុនផលិតរថយន្តមួយចំនួនក៏កំពុងស្វែងយល់អំពី supercapacitor ដែលអាចផ្តល់កម្លាំងខ្ពស់ខ្លាំងក្នុងរយៈពេលខ្លី ជាជម្រើសជំនួសថ្មធម្មតាផងដែរ។

៣. កូនកាត់ស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែល (Series-Parallel Hybrid)

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែលរួមបញ្ចូលគ្នានូវធាតុនៃគ្រោងការណ៍ទាំងពីរ ហើយត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងល្អបំផុតដោយ Toyota Prius និងម៉ូដែល Lexus ដែលមានសញ្ញាសម្គាល់ “h” ដែលទាំងអស់ដំណើរការដោយប្រព័ន្ធ HSD (Hybrid Synergy Drive) ផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ Toyota។

របៀបដែលវាដំណើរការ៖

• ប្រអប់លេខ planetary អនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីន ICE និងម៉ូទ័រអគ្គិសនីដំណើរការជាមួយគ្នា ឬដោយឯករាជ្យពីគ្នា។
• ម៉ាស៊ីន ICE បញ្ជាកង់ ខណៈពេលដែលផ្តល់កម្លាំងដល់ម៉ាស៊ីនភ្លើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា។
• មិនត្រូវការប្រអប់លេខបុរាណឡើយ — ផ្ទុយទៅវិញ ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិកនៅលើរថយន្តគ្រប់គ្រងល្បឿនរបស់ម៉ូទ័រ និងម៉ាស៊ីនភ្លើង។
• លទ្ធផលគឺ ECVT (ប្រអប់លេខប្រែប្រួលជាបន្តបន្ទាប់ដោយអគ្គិសនី) ដែលផ្តល់នូវការបញ្ជូនកម្លាំងរលូន និងមានប្រសិទ្ធភាព។

តើរថយន្តកូនកាត់ប្រើម៉ាស៊ីនប្រភេទណា?

យានយន្តកូនកាត់ភាគច្រើនលើសលប់ប្រើ ម៉ាស៊ីនសាំង ដែលភាគច្រើនដំណើរការតាមរយៈ វដ្ត Atkinson — ការរចនាមួយដែលមានចលនាបង្ហាប់ខ្លីជាង ដែលធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពកម្តៅ និងកាត់បន្ថយការបញ្ចេញឧស្ម័ន។ ការនេះធ្វើឱ្យរថយន្តកូនកាត់សាំង-អគ្គិសនីមានសមត្ថភាពល្អឥតខ្ចោះ ទាំងផ្នែកសន្សំសំចៃប្រេងឥន្ធនៈ និងផលប៉ះពាល់បរិស្ថាន។

ដូច្នេះ ហេតុអ្វីបានជារថយន្តកូនកាត់ម៉ាស៊ូត-អគ្គិសនីមិនសូវមានជាទូទៅ? មានហេតុផលសំខាន់ៗមួយចំនួន៖

• ទីផ្សារកូនកាត់ធំជាងគេ — អាមេរិកខាងជើង — តាមប្រវត្តិសាស្ត្រមានការទទួលយករថយន្តដឹកអ្នកដំណើរប្រើម៉ាស៊ូតក្នុងកម្រិតទាប។
• ម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូតមានតម្លៃផលិតថ្លៃជាងម៉ាស៊ីនសាំង ដែលនឹងធ្វើឱ្យតម្លៃបន្ថែមរបស់រថយន្តកូនកាត់ ដែលធំរួចស្រេចទៅហើយ កាន់តែខ្ពស់ឡើងថែមទៀត។
• ម៉ាស៊ីនសាំងវដ្ត Atkinson មានប្រសិទ្ធភាពលេចធ្លោរួចទៅហើយ នៅពេលផ្គូផ្គងជាមួយម៉ូទ័រអគ្គិសនី។

នេះគឺជាការបកប្រែ។ អ្នកអាចអានអត្ថបទដើមនៅទីនេះ៖ https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html