Çfarë është një sistem i automjeteve hibride?

Kohët e fundit, automjetet elektrike po fitojnë popullaritet. Sidoqoftë, automjetet e plota elektrike kanë një pengesë të konsiderueshme - një rezervë të vogël të energjisë pa karikim. Për këtë arsye, shumë prodhues kryesorë të makinave janë duke pajisur disa nga modelet e tyre me njësi hibride.

Në thelb, një veturë hibride është një automjet, fuqia kryesore e të cilit është një motor me djegie të brendshme, por mundësohet nga një sistem elektrik me një ose më shumë motorë elektrikë dhe një bateri shtesë.

Sot, përdoren disa kategori të hibrideve. Disa ndihmojnë vetëm motorin me djegie të brendshme në fillim, të tjerët ju lejojnë të vozisni duke përdorur tërheqje elektrike. Merrni parasysh tiparet e termocentraleve të tilla: cili është ndryshimi i tyre, si funksionojnë, si dhe pro dhe kundrat kryesore të hibrideve.

Historia e motorëve hibride

Ideja e krijimit të një makine hibride (ose një kryqëzim midis një makine klasike dhe një makine elektrike) drejtohet nga rritja e çmimeve të karburantit, standarde më të rrepta të emetimeve të automjeteve dhe komoditet më të madh në drejtimin e makinës.

Zhvillimi i një termocentrali të përzier u ndërmor së pari nga kompania franceze Parisienne de voitures electriques. Sidoqoftë, makina e parë hibride e funksionueshme ishte krijimi i Ferdinand Porsche. Në termocentralin Lohner Electric Chaise, një motor me djegie të brendshme shërbeu si një gjenerator për energjinë elektrike, i cili furnizonte dy motorët e përparmë elektrik (të montuar direkt në rrota).

Automjeti iu prezantua publikut në 1901. Në total, rreth 300 kopje të makinave të tilla u shitën. Modeli doli të ishte shumë praktik, por i shtrenjtë për t’u prodhuar, kështu që një automjet i tillë nuk mund të ishte i përballueshëm për një entuziast të zakonshëm të makinave. Për më tepër, në atë kohë u shfaq një makinë më e lirë dhe jo më pak praktike, e zhvilluar nga projektuesi Henry Ford.

Energjitë klasike të benzinës i detyruan zhvilluesit të braktisin idenë e krijimit të hibrideve për shumë dekada. Interesi për transportin e gjelbër është rritur me miratimin e Projektligjit të Promovimit të Automjeteve Elektrike të Shteteve të Bashkuara. Wasshtë miratuar në 1960.

Rastësisht, në vitin 1973, shpërtheu kriza botërore e naftës. Nëse ligjet e SHBA nuk i kanë inkurajuar prodhuesit të mendojnë për zhvillimin e makinave të përballueshme eko-miqësore, atëherë kriza i ka detyruar ata ta bëjnë këtë.

Sistemi i parë i plotë hibrid, parimi themelor i të cilit përdoret edhe sot, u zhvillua nga TRW në 1968. Sipas konceptit, së bashku me motorin elektrik, ishte e mundur të përdorej një motor më i vogël me djegie të brendshme, por fuqia e makinës nuk humbi, dhe puna u bë shumë më e butë.

Një shembull i një automjeti të plotë hibrid është GM 512 Hybrid. Mundësohej nga një motor elektrik, i cili përshpejtonte automjetin në 17 km / orë. Me këtë shpejtësi, motori me djegie të brendshme u aktivizua, duke rritur performancën e sistemit, për shkak të së cilës shpejtësia e makinës u rrit në 21 km / orë. Nëse do të kishte nevojë të shkonte më shpejt, motori elektrik ishte fikur dhe makina u përshpejtua tashmë në motorin me benzinë. Kufiri i shpejtësisë ishte 65 km / orë.

VW Taxi Hybrid, një tjetër makinë e suksesshme hibride, u prezantua në publik në 1973.

Deri tani, prodhuesit e automjeteve po përpiqen të sjellin sisteme hibride dhe të gjitha elektrike në një nivel që do t'i bënte ata konkurrues në krahasim me ICE klasike. Megjithëse kjo ende nuk ka ndodhur, shumë zhvillime kanë justifikuar miliarda dollarë të shpenzuar për zhvillimin e tyre.

Me fillimin e mijëvjeçarit të tretë, njerëzimi pa një risi të quajtur Toyota Prius. Ideja e prodhuesit japonez është bërë sinonim me konceptin e "makinës hibride". Shumë zhvillime moderne janë huazuar nga ky zhvillim. Deri më sot, janë krijuar një numër i madh i modifikimeve të instalimeve të kombinuara, gjë që i lejon blerësit të zgjedhë opsionin më të mirë për veten e tij.

Si funksionojnë makinat hibride

Mos ngatërroni një motor hibrid me një automjet të plotë elektrik. Instalimi elektrik është i përfshirë në disa raste. Për shembull, në modalitetin e qytetit, kur makina është në bllokim të trafikut, përdorimi i një motori me djegie të brendshme çon në mbinxehje të motorit, si dhe në rritjen e ndotjes së ajrit. Për situata të tilla, instalimi elektrik është aktivizuar.

Sipas dizajnit, një hibrid përbëhet nga:

• Njësia kryesore e energjisë. Shtë një motor benzinë ​​ose naftë.
• Motor elektrik. Mund të ketë disa prej tyre në varësi të modifikimit. Sipas parimit të veprimit, ato gjithashtu mund të jenë të ndryshme. Për shembull, disa mund të përdoren si një makinë shtesë për rrotat, dhe të tjerët si një ndihmës i motorit kur ndezni makinën nga një vend i palëvizshëm.
• Bateri shtesë. Në disa makina, ai ka një kapacitet të vogël, rezerva e energjisë e së cilës është e mjaftueshme për të aktivizuar instalimin elektrik për një periudhë të shkurtër. Në të tjerët, kjo bateri ka një kapacitet të madh në mënyrë që automjetet të lëvizin lirshëm nga energjia elektrike.
• Sistemi elektronik i kontrollit. Sensorët e sofistikuar monitorojnë funksionimin e motorit me djegie të brendshme dhe analizojnë sjelljen e makinës, në bazë të së cilës aktivizohet / çaktivizohet motori elektrik.
• Inverter. Ky është një konvertues i energjisë së kërkuar që vjen nga bateria në një motor elektrik trefazor. Ky element gjithashtu shpërndan ngarkesën në nyje të ndryshme, në varësi të modifikimit të instalimit.
• Gjeneratori. Pa këtë mekanizëm, është e pamundur të rimbushni baterinë kryesore ose shtesë. Ashtu si në makinat konvencionale, gjeneratori mundësohet nga motori me djegie të brendshme.
• Sistemet e rikuperimit të nxehtësisë. Shumica e hibrideve moderne janë të pajisura me një sistem të tillë. Ai "mbledh" energji shtesë nga përbërës të tillë të makinës si sistemi i frenimit dhe shasia (kur makina po drejtohet, për shembull, nga një kodër, konverteri mbledh energjinë e lëshuar në bateri).

Motorantët hibride mund të funksionojnë individualisht ose në çifte.

Skemat e punës

Ekzistojnë disa hibride të suksesshme. Ekzistojnë tre kryesore:

• i qëndrueshëm;
• paralele;
• serial-paralel.

Qarku serik

Në këtë rast, motori me djegie të brendshme përdoret si një gjenerator i energjisë elektrike për funksionimin e motorëve elektrikë. Në fakt, një motor benzinë ​​ose naftë nuk ka lidhje të drejtpërdrejtë me transmetimin e makinës.

Ky sistem lejon instalimin e motorëve me fuqi të ulët me një vëllim të vogël në ndarjen e motorit. Detyra e tyre kryesore është të drejtojnë gjeneratorin e tensionit.

Këto automjete shpesh janë të pajisura me një sistem rikuperimi, përmes të cilit energjia mekanike dhe kinetike shndërrohet në rrymë elektrike për të rimbushur baterinë. Në varësi të madhësisë së baterisë, një makinë mund të kalojë një distancë të caktuar ekskluzivisht në tërheqje elektrike pa përdorur një motor me djegie të brendshme.

Shembulli më i famshëm i kësaj kategorie hibride është Chevrolet Volt. Mund të ngarkohet si një makinë elektrike normale, por falë motorit të benzinës, diapazoni është rritur ndjeshëm.

Qarku paralel

Në instalimet paralele, motori me djegie të brendshme dhe motori elektrik punojnë së bashku. Detyra e motorit elektrik është të zvogëlojë ngarkesën në njësinë kryesore, e cila çon në kursime të konsiderueshme të karburantit.

Nëse motori me djegie të brendshme shkëputet nga transmisioni, makina është në gjendje të përshkojë një distancë të caktuar nga tërheqja elektrike. Por detyra kryesore e pjesës elektrike është të sigurojë përshpejtimin e qetë të automjetit. Njësia kryesore e energjisë në modifikime të tilla është një motor benzinë ​​(ose naftë).

Kur makina ngadalësohet ose lëviz nga puna e motorit me djegie të brendshme, motori elektrik vepron si gjenerator për të rimbushur baterinë. Falë motorit me djegie, këto automjete nuk kërkojnë një bateri të tensionit të lartë.

Ndryshe nga hibridet sekuenciale, këto njësi kanë konsum më të lartë të karburantit, pasi motori elektrik nuk përdoret si njësi e veçantë e energjisë. Në disa modele, të tilla si BMW 350E iPerformance, motori elektrik është i integruar në kutinë e shpejtësisë.

Një tipar i kësaj skeme të punës është një çift rrotullues i lartë me shpejtësi të ulët të boshtit të boshtit.

Qark serial-paralel

Ky qark është zhvilluar nga inxhinierët japonezë. Quhet HSD (Hybrid Synergy Drive). Në fakt, ai kombinon funksionet e dy llojeve të para të funksionimit të termocentralit.

Kur makina duhet të ndizet ose lëviz ngadalë në bllokim të trafikut, motori elektrik aktivizohet. Për të kursyer energji me shpejtësi të lartë, lidhet një motor benzinë ​​ose naftë (në varësi të modelit të automjetit).

Nëse keni nevojë të shpejtoni me shpejtësi (për shembull, kur parakaloni) ose makina po ngre përpjetë, termocentrali punon në mënyrë paralele - motori elektrik ndihmon motorin me djegie të brendshme, i cili zvogëlon ngarkesën në të dhe, si rezultat, kursen konsumin e karburantit.

Lidhja planetare e një motori me djegie të brendshme automobilistike transferon një pjesë të energjisë në ingranazhin kryesor të transmetimit, dhe pjesërisht në gjeneratorin për rimbushjen e baterisë ose pajisjes elektrike. Në një skemë të tillë, instalohen pajisje elektronike komplekse që shpërndajnë energji sipas situatës.

Shembulli më i spikatur i një hibridi me një motor paralel serik është Toyota Prius. Sidoqoftë, disa modifikime të modeleve të mirënjohura të prodhuara nga Japonia kanë marrë tashmë instalime të tilla. Një shembull i kësaj është Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h. Kjo teknologji u ble gjithashtu nga disa shqetësime amerikane. Për shembull, zhvillimi gjeti rrugën e tij në Ford Escape Hybrid.

Llojet e agregatit hibrid

Të gjitha motorët hibride klasifikohen në tre lloje:

• hibrid i butë;
• hibrid mesatar;
• hibrid i plotë.

Secila prej tyre ka funksionin e vet, si dhe karakteristikat unike.

Motori elektrik mikro hibrid

Termocentralet e tillë shpesh janë të pajisur me një sistem rikuperimi në mënyrë që energjia kinetike të shndërrohet në energji elektrike dhe të kthehet në bateri.

Mekanizmi i drejtimit në to është një starter (gjithashtu mund të veprojë si një gjenerator). Në instalime të tilla nuk ka lëvizje elektrike të rrotave. Skema përdoret me ndezje të shpeshtë të motorit me djegie të brendshme.

Motori elektrik hibrid mesatar

Makina të tilla gjithashtu nuk lëvizin për shkak të motorit elektrik. Motori elektrik në këtë rast shërben si ndihmës i njësisë kryesore të energjisë kur rritet ngarkesa.

Sisteme të tilla janë të pajisura gjithashtu me një sistem rikuperimi, duke mbledhur energji falas përsëri në bateri. Njësitë hibride mesatare sigurojnë motor nxehtësie më efikas.

Motori i plotë hibrid

Në instalime të tilla, ekziston një gjenerator i lartë i energjisë, i cili drejtohet nga një motor me djegie të brendshme. Sistemi aktivizohet me shpejtësi të ulët të automjetit.

Efektiviteti i sistemit manifestohet në prani të funksionit "Start / Stop", kur makina lëviz ngadalë në një bllokim trafiku, por ju duhet të përshpejtoni ashpër në një semafor. Karakteristikë e një instalimi të plotë hibrid është aftësia për të fikur motorin me djegie të brendshme (tufa është e çaktivizuar) dhe për të drejtuar një motor elektrik.

Klasifikimi sipas shkallës së elektrizimit

Në dokumentacionin teknik ose në emër të një modeli makine, kushtet e mëposhtme mund të jenë të pranishme:

• mikrohibrid;
• hibrid i butë;
• hibrid i plotë;
• hibrid plug-in.

Mikrohibrid

Në makina të tilla, është instaluar një motor konvencional. Ato nuk drejtohen në mënyrë elektrike. Këto sisteme janë ose të pajisura me një funksion start / stop, ose janë të pajisura me një sistem frenimi rigjenerues (kur frenoni, bateria rimbushet).

Disa modele janë të pajisura me të dy sistemet. Disa ekspertë besojnë se automjete të tilla nuk konsiderohen automjete hibride, sepse ato përdorin vetëm një njësi të energjisë benzinë ​​ose naftë pa integrim në sistemin e drejtimit elektrik.

Hibrid i butë

Makina të tilla gjithashtu nuk lëvizin për shkak të energjisë elektrike. Ata gjithashtu përdorin një motor nxehtësie, si në kategorinë e mëparshme. Me një përjashtim - motori me djegie të brendshme mbështetet nga një instalim elektrik.

Këto modele nuk kanë volant. Funksioni i tij kryhet nga një gjenerator elektrik. Sistemi elektrik rrit tërheqjen e motorit me fuqi të ulët gjatë nxitimit të fortë.

Hibrid i plotë

Këto automjete kuptohen si automjete të afta të mbulojnë një farë distance në tërheqje elektrike. Në modele të tilla, çdo skemë lidhjeje e përmendur më sipër mund të përdoret.

Hibride të tilla nuk ngarkohen nga rrjeti elektrik. Bateria rimbushet me energji nga sistemi i frenimit rigjenerues dhe gjeneratori. Distanca që mund të përshkohet me një ngarkesë të vetme varet nga kapaciteti i baterisë.

Shtojca hibride

Makina të tilla mund të funksionojnë si një automjet elektrik ose të punojnë nga një motor me djegie të brendshme. Falë kombinimit të dy termocentraleve, sigurohet një ekonomi e mirë e karburantit.

Meqenëse është fizikisht e pamundur të instaloni një bateri voluminoze (në automjetet elektrike zë vendin e një rezervuari gazi), një hibrid i tillë mund të mbulojë deri në 50 km me një ngarkesë të vetme pa rimbushje.

Avantazhet dhe disavantazhet e makinave hibride

Për momentin, hibridi mund të konsiderohet si një lidhje kalimtare nga një motor nxehtësie në një analog elektrik miqësor me mjedisin. Megjithëse qëllimi përfundimtar nuk është arritur ende, falë prezantimit të zhvillimeve moderne inovative, ekziston një trend pozitiv në zhvillimin e transportit elektrik.

Meqenëse hibridet janë një opsion kalimtar, ato kanë pikë pozitive dhe negative. Pluset përfshijnë:

• Ekonomia e karburantit. Në varësi të funksionimit të çiftit të energjisë, ky tregues mund të rritet deri në 30% ose më shumë.
• Karikimi pa përdorur rrjetin elektrik. Kjo u bë e mundur falë sistemit të rigjenerimit të energjisë kinetike. Megjithëse, karikimi i plotë nuk ndodh, nëse inxhinierët mund të përmirësojnë shndërrimin, atëherë automjetet elektrike nuk do të kenë nevojë fare për një dalje.
• Aftësia për të instaluar një motor me vëllim dhe fuqi më të vogël.
• Elektronika është shumë më ekonomike sesa mekanika, ato shpërndajnë karburant.
• Motori mbinxehet më pak, dhe karburantit harxhohet kur ngasni makinat në bllokime të trafikut.
• Kombinimi i motorëve benzinë ​​/ naftë dhe elektrik ju lejon të vazhdoni makinën nëse bateria me fuqi të lartë ka vdekur.
• Falë funksionimit të motorit elektrik, motori me djegie të brendshme mund të funksionojë më stabil dhe më pak zhurmë.

Instalimet hibride gjithashtu kanë një listë të mirë të disavantazheve:

• Bateria bëhet e papërdorshme më shpejt për shkak të numrit të madh të cikleve të ngarkimit / shkarkimit (madje edhe në sistemet e butë hibride);
• Bateria shpesh është plotësisht e shkarkuar;
• Pjesët për makina të tilla janë mjaft të shtrenjta;
• Vetë-riparimi është pothuajse i pamundur, pasi kjo kërkon pajisje elektronike të sofistikuar;
• Krahasuar me modelet e benzinës ose naftës, hibridet kushtojnë disa mijëra dollarë më shumë;
• Mirëmbajtja e rregullt është më e kushtueshme;
• Elektronika komplekse kërkon trajtim të kujdesshëm dhe gabimet që ndodhin ndonjëherë mund të ndërpresin një udhëtim të gjatë;
• Shtë e vështirë të gjesh një specialist i cili mund të rregullojë siç duhet funksionimin e termocentraleve. Për shkak të kësaj, ju duhet të përdorni shërbimet e atelieve të shtrenjta profesionale;
• Bateritë nuk tolerojnë luhatje të konsiderueshme të temperaturës dhe shkarkohen vetë.
• Pavarësisht nga mirëdashësia mjedisore gjatë funksionimit të një motori elektrik, prodhimi dhe asgjësimi i baterive është shumë ndotës.

Që hibridet dhe automjetet elektrike të bëhen një konkurrent i vërtetë i motorëve me djegie të brendshme, është e nevojshme të përmirësohen furnizimet e energjisë (në mënyrë që ata të ruajnë më shumë energji, por në të njëjtën kohë nuk janë shumë voluminoze), si dhe sistemet e rimbushjes së shpejtë pa dëmtuar baterinë.

Pyetje dhe Përgjigje:

Çfarë është një automjet hibrid? Ky është një automjet në të cilin më shumë se një njësi energjie është e përfshirë në lëvizjen e tij. Në thelb është një përzierje e një makine elektrike dhe një makine me një motor klasik me djegie të brendshme.

Cili është ndryshimi midis një makine hibride dhe asaj konvencionale? Një makinë hibride ka avantazhet e një makine elektrike (funksionimi i heshtur i motorit dhe ngasja pa përdorur karburant), por kur ngarkesa e baterisë bie, njësia kryesore e fuqisë (benzina) aktivizohet.