Гибрид автоунаа деген эмне? Түрлөрү, схемалары жана алар кантип иштейт

Гибрид автоунаа ички күйүүчү кыймылдаткычты (ИКК) электр кыймылдаткыч менен айкалыштырып, натыйжада күйүүчү майдын керектелишин азайтып, чыгуучу газдардын бөлүнүшүн төмөндөтөт. Гибрид системасы канчалык натыйжалуу болсо, ал ошончолук кубаттуу батареяларды талап кылат — демек, баасы да ошончолук жогору болот. Төмөндө гибрид автоунаалар кантип иштээри жана аларды башкалардан эмне айырмалаары жөнүндө билишиңиз керек болгон бардык нерсе бар.

Mild гибриддер жана Full гибриддер: айырмасы кайсы?

Электр кыймылдаткычтын кубат берүүчү тутумдагы ролуна жараша гибриддер эки негизги категорияга бөлүнөт: mild (жеңил) жана full (толук).

• Mild гибриддер электр кыймылдаткычты ички күйүүчү кыймылдаткычка жардамчы катары колдонушат. Белгилүү мисал — Honda Insight хэтчбэги. Электр кыймылдаткыч ылдамдатуу учурунда жардам берет, бирок автоунааны өз алдынча кыймылдата албайт.
• Full гибриддер ИКК таптакыр иштебесе да, белгилүү бир аралыкты жалаң электр кубаты менен басып өтө алат. Lexus RX 400h бул түрдүн классикалык мисалы болуп саналат.

Ошондой эле кээде микрогибриддер деп аталган үчүнчү, так аныкталбаган категория да бар — бул start/stop системасы менен жабдылган унааларды сүрөттөө үчүн колдонулган маркетингдик термин. Бирок бул чындыгында жөн гана өркүндөтүлгөн генератор, чыныгы гибрид түзүлүшү эмес, анткени бир да электр кыймылдаткыч дөңгөлөктөргө айлантуу күчүн (момент) өткөрбөйт.

Гибриддин 3 негизги кубат берүүчү схемасы

Гибрид кубат берүүчү тутумдары үч негизги конфигурацияда келет: тизмектик (series), параллель (parallel) жана тизмектик-параллель (series-parallel). Алардын ар биринин өзгөчө мүнөздөмөлөрү, артыкчылыктары жана типтүү колдонуу учурлары бар.

1. Тизмектик гибрид (Series Hybrid)

Тизмектик гибрид — эң байыркы конфигурация, ал 1899-жылы Ferdinand Porsche тарабынан ойлоп табылган. Бул схемада:

• Дөңгөлөктөр толугу менен электр кыймылдаткыч аркылуу айдалат.
• Кичине көлөмдүү ИКК электр энергиясын өндүрүү үчүн генераторду айлантат — ал эч качан дөңгөлөктөрдү түз айдабайт.
• Салттуу берүү кутусу же жогорку кубаттуу күйүүчү кыймылдаткыч талап кылынбайт.
• Чоң сыйымдуулуктагы батареялар (адатта никель-металл-гидрид) талап кылынат.

Бул схема бүгүнкү жүргүнчү автоунааларында анча кездешпейт, бирок карьердик самосвалдарда, автобустарда жана локомотивдерде кеңири колдонулат.

2. Параллель гибрид (Parallel Hybrid)

1905-жылы немис инженери Henri Pieper тарабынан патенттелген параллель гибрид бүгүнкү күндө эң кеңири колдонулган конфигурация болуп эсептелет. Ал дээрлик бардык mild гибрид унааларынын негизи. Негизги мүнөздөмөлөргө төмөнкүлөр кирет:

• Кубаттуу электр кыймылдаткыч (адатта 10–15 кВт) ылдамдатуу учурунда ИККга жардам берет.
• Электр кыймылдаткыч ошондой эле рекуперативдик тормоздоо аркылуу энергияны кайра калыбына келтирип, сактайт.
• Адатта CVT (вариатор, тынымсыз өзгөрүүчү берүү) же планетардык берилиш колдонулат.
• Кубат булактарына литий-ион же литий-полимер батареялары кирет.
• Тизмектик гибриддерге салыштырмалуу батареянын кичирээк сыйымдуулугу талап кылынат, бул чыгымдарды төмөн кармайт.

Honda өзгөчө мамиле жасап, өзүнүн CR-Z бензин-электр купесин алты тездиктүү механикалык берүү кутусу менен жабдыган. Айрым автоөндүрүүчүлөр ошондой эле кыска убакыт ичинде абдан жогорку кубат бере алган суперконденсаторлорду кадимки батареяларга альтернатива катары изилдеп жатышат.

3. Тизмектик-параллель гибрид (Series-Parallel Hybrid)

Тизмектик-параллель конфигурациясы эки схеманын элементтерин айкалыштырат жана аны эң жакшы көрсөткөн — Toyota Prius жана “h” белгиси бар Lexus моделдери, алардын баары Toyota’нын менчик HSD (Hybrid Synergy Drive) системасы менен иштейт.

Кантип иштейт:

• Планетардык берүү ИКК менен электр кыймылдаткычка чогуу же өз-өзүнчө иштөөгө мүмкүндүк берет.
• ИКК дөңгөлөктөрдү айдоо менен бирге генераторго да кубат берет.
• Салттуу берүү кутусу талап кылынбайт — анын ордуна борттук электроника кыймылдаткычтардын жана генератордун ылдамдыгын жөнгө салат.
• Натыйжада ECVT (электр тынымсыз өзгөрүүчү берүү) пайда болуп, ал жылмакай жана натыйжалуу кубат берүүнү камсыздайт.

Гибрид автоунаалар кандай кыймылдаткычтарды колдонот?

Гибрид унаалардын басымдуу көпчүлүгү бензин кыймылдаткычтарын колдонот, алардын көбү Аткинсон циклинде иштейт — кыскараак кысуу жүрүшү бар бул конструкция жылуулук натыйжалуулугун жогорулатып, бөлүнүүлөрдү азайтат. Бул бензин-электр гибриддерин күйүүчү майды үнөмдөө жана айлана-чөйрөгө таасир тийгизүү жагынан мыкты аткаруучу кылат.

Анда эмне үчүн дизель-электр гибриддери кеңири жайылган эмес? Бир нече негизги себептери бар:

• Эң чоң гибрид рыногунда — Түндүк Америкада — тарыхый жактан дизелдик жүргүнчү унаалары аз кабыл алынган.
• Дизель кыймылдаткычтарын өндүрүү бензиндикине караганда кымбатыраак, бул мурдатан эле олуттуу болгон гибриддин баа кошумчасын андан да жогорулатмак.
• Бензин-Аткинсон цикли кыймылдаткычтары электр кыймылдаткыч менен айкалышканда мурдатан эле эң сонун натыйжалуулукка жетишет.

Бул котормо. Түп нускасын бул жерден окуй аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html