Gibrid avtomobil nima? Turlari, sxemalari va ishlash tamoyili

Gibrid avtomobil ichki yonuv dvigatelini (IYoD) elektr motor bilan birlashtiradi, natijada yoqilg’i sarfi kamayadi va chiqindi gazlar miqdori pasayadi. Gibrid tizim qanchalik samarali bo’lsa, unga shunchalik quvvatli batareyalar kerak bo’ladi — va shunga mos ravishda narxi ham oshadi. Gibrid avtomobillar qanday ishlashi va ularni nima ajratib turishi haqida bilishingiz kerak bo’lgan hamma narsa shu yerda.

Mild gibridlar va to’liq gibridlar: farqi nimada?

Elektr motorning quvvat uzatish tizimidagi roliga qarab, gibridlar ikki asosiy toifaga bo’linadi: mild va to’liq.

• Mild gibridlar elektr motorni ichki yonuv dvigateliga yordamchi sifatida ishlatadi. Mashhur misollardan biri — Honda Insight xetchbeki. Elektr motor tezlanish paytida yordam beradi, lekin avtomobilni o’zi mustaqil ravishda harakatga keltira olmaydi.
• To’liq gibridlar IYoD umuman ishlamasdan, faqat elektr quvvati hisobiga ma’lum masofani bosib o’ta oladi. Lexus RX 400h bu turning klassik namunasidir.

Shuningdek, ba’zan mikrogibridlar deb ataladigan, aniq belgilanmagan uchinchi toifa ham mavjud — bu start/stop tizimi bilan jihozlangan transport vositalarini tasvirlash uchun ishlatiladigan marketing atamasi. Biroq, bu aslida shunchaki takomillashtirilgan generator bo’lib, haqiqiy gibrid tuzilma emas, chunki hech qanday elektr motor g’ildiraklarga aylantiruvchi kuchni uzatmaydi.

3 ta asosiy gibrid quvvat uzatish sxemasi

Gibrid quvvat uzatish tizimlari uchta asosiy konfiguratsiyada bo’ladi: ketma-ket (seriyali), parallel va ketma-ket-parallel. Har birining o’ziga xos xususiyatlari, afzalliklari va odatiy qo’llanilish holatlari mavjud.

1. Ketma-ket (seriyali) gibrid

Ketma-ket gibrid eng qadimgi konfiguratsiya bo’lib, u 1899-yilda Ferdinand Porsche tomonidan ixtiro qilingan. Bu sxemada:

• G’ildiraklar to’liq ravishda elektr motor tomonidan harakatga keltiriladi.
• Kichik hajmli IYoD elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun generatorni aylantiradi — u hech qachon g’ildiraklarni bevosita harakatga keltirmaydi.
• An’anaviy uzatmalar qutisi yoki yuqori quvvatli yonuv dvigateli kerak emas.
• Katta sig’imli batareyalar (odatda nikel-metallgidrid) talab qilinadi.

Bu sxema bugungi kunda yengil avtomobillarda kam uchraydi, ammo kon o’zi ag’darar yuk mashinalari, avtobuslar va teplovozlarda keng qo’llaniladi.

2. Parallel gibrid

1905-yilda nemis muhandisi Henri Pieper tomonidan patentlangan parallel gibrid bugungi kunda eng keng qo’llaniladigan konfiguratsiyadir. U deyarli barcha mild gibrid transport vositalarining asosidir. Asosiy xususiyatlari:

• Quvvatli elektr motor (odatda 10–15 kVt) tezlanish paytida IYoD ga yordam beradi.
• Elektr motor shuningdek rekuperativ tormozlanish orqali energiyani tiklaydi va saqlaydi.
• Odatda CVT (uzluksiz o’zgaruvchan uzatma) yoki planetar uzatma ishlatiladi.
• Energiya manbalariga litiy-ion yoki litiy-polimer batareyalar kiradi.
• Ketma-ket gibridlarga nisbatan kichikroq batareya sig’imi kerak bo’ladi, bu esa xarajatlarni pastroq saqlaydi.

Honda o’ziga xos yondashuvni qo’llab, o’zining CR-Z benzin-elektr kupesini olti pog’onali mexanik uzatmalar qutisi bilan jihozladi. Ba’zi avtomobil ishlab chiqaruvchilar an’anaviy batareyalarga muqobil sifatida qisqa vaqt ichida juda yuqori quvvat bera oladigan superkondensatorlarni ham o’rganmoqda.

3. Ketma-ket-parallel gibrid

Ketma-ket-parallel konfiguratsiya ikkala sxemaning elementlarini birlashtiradi va uning eng yaxshi namunasi — Toyota Prius hamda “h” belgisiga ega Lexus modellaridir, ularning barchasi Toyota ning o’ziga xos HSD (Hybrid Synergy Drive) tizimi bilan ishlaydi.

U qanday ishlaydi:

• Planetar uzatma IYoD va elektr motorga birgalikda yoki mustaqil ishlash imkonini beradi.
• IYoD g’ildiraklarni harakatga keltiradi va ayni paytda generatorni ham quvvatlantiradi.
• An’anaviy uzatmalar qutisi kerak emas — buning o’rniga bortdagi elektronika motorlar va generator tezligini boshqaradi.
• Natija — silliq va samarali quvvat uzatishni ta’minlaydigan ECVT (Elektro uzluksiz o’zgaruvchan uzatma).

Gibrid avtomobillar qanday dvigatellardan foydalanadi?

Gibrid transport vositalarining aksariyati benzin dvigatellaridan foydalanadi, ularning ko’pchiligi Atkinson sikli bo’yicha ishlaydi — bu qisqaroq siqish yo’liga ega bo’lgan, issiqlik samaradorligini oshiradigan va chiqindilarni kamaytiradigan dizayndir. Bu benzin-elektr gibridlarni ham yoqilg’i tejamkorligi, ham atrof-muhitga ta’siri jihatidan a’lo darajadagi ko’rsatkichlarga ega qiladi.

Xo’sh, nega dizel-elektr gibridlar ko’proq tarqalmagan? Bir nechta asosiy sabablar bor:

• Eng yirik gibrid bozori — Shimoliy Amerika — tarixan dizel yengil avtomobillarini past darajada qabul qilgan.
• Dizel dvigatellarini ishlab chiqarish benzin dvigatellariga qaraganda qimmatroq bo’lib, allaqachon sezilarli bo’lgan gibrid narx ustamasini yanada oshirgan bo’lardi.
• Benzin-Atkinson sikl dvigatellari elektr motor bilan birlashtirilganda allaqachon ajoyib samaradorlikka erishadi.

Bu tarjima. Asl nusxasini bu yerda o’qishingiz mumkin: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html