Si funksionon një motor hibrid, të mirat dhe të këqijat e një motori ekonomik
Përmbajtje
Shfaqja e automjeteve hibride është bërë një masë e detyruar e prodhuesve të automjeteve në kalimin nga motorët me djegie të brendshme (ICE) me lëndë djegëse hidrokarbure në termocentrale më të pastra. Teknologjia nuk ka lejuar ende krijimin e një makine elektrike të plotë, një makine me qeliza karburanti ose ndonjë tjetër nga një listë e madhe drejtimesh teorikisht të mundshme për zhvillimin e transportit autonom, dhe nevoja tashmë është pjekur.
Qeveritë filluan të shtrëngojnë fuqishëm industrinë e automjeteve me kërkesat mjedisore dhe konsumatorët donin të shihnin një hap cilësor përpara, dhe jo një përmirësim tjetër mikroskopik të një motori të njohur për më shumë se një shekull në një nga produktet e përpunimit të naftës.
Cila makinë quhet "hibride"
Njësia e fuqisë e fazës së ndërmjetme filloi të ishte një kombinim i një modeli tashmë të provuar të një motori me djegie të brendshme dhe një ose më shumë motorë elektrikë.
Pjesa elektrike e njësisë tërheqëse mundësohet nga gjeneratorë të lidhur mekanikisht me një motor me gaz ose me naftë, bateri dhe një sistem rikuperimi që kthen energjinë e çliruar gjatë frenimit të automjetit në makinë.
Të gjitha skemat e shumta për zbatimin praktik të idesë quhen hibride.
Ndonjëherë prodhuesit mashtrojnë klientët duke thirrur sisteme hibride ku lëvizja elektrike përdoret vetëm për të ndezur motorin kryesor në modalitetin start-stop.
Meqenëse nuk ka lidhje midis motorëve elektrikë dhe rrotave dhe mundësisë së drejtimit me tërheqje elektrike, është e gabuar t'i atribuohen makina të tilla atyre hibride.
Parimi i funksionimit të motorëve hibridë
Me gjithë shumëllojshmërinë e modeleve, makina të tilla kanë karakteristika të përbashkëta. Por dallimet janë aq të mëdha nga pikëpamja teknike sa në fakt janë makina të ndryshme me avantazhet dhe disavantazhet e tyre.
pajisje
Çdo hibrid përfshin:
- motori me djegie të brendshme me transmisionin e tij, rrjeti i furnizimit me energji me tension të ulët në bord dhe rezervuari i karburantit;
- motorë tërheqës;
- bateri magazinimi, më së shpeshti ato të tensionit të lartë, të përbëra nga bateri të lidhura në seri dhe paralelisht;
- instalime elektrike me ndërprerje të tensionit të lartë;
- njësitë e kontrollit elektronik dhe kompjuterët në bord.
Sigurimi i të gjitha mënyrave të funksionimit të një transmetimi të integruar mekanik dhe elektrik zakonisht ndodh automatikisht, vetëm kontrolli i përgjithshëm i trafikut i besohet shoferit.
Skemat e punës
Është e mundur të lidhni përbërësit elektrikë dhe mekanikë me njëri-tjetrin në mënyra të ndryshme; me kalimin e kohës, janë dalluar skemat specifike, shpesh të përdorura, të vendosura mirë.
Kjo nuk vlen për klasifikimin e mëvonshëm të makinës sipas pjesës specifike të tërheqjes elektrike në bilancin e përgjithshëm të energjisë.
Vijues
Skema e parë, më logjike, por tani pak e përdorur në makina.
Detyra e tij kryesore ishte të punonte në pajisje të rënda, ku komponentët kompakt elektrikë kanë zëvendësuar me sukses një transmetim të rëndë mekanik, i cili është gjithashtu shumë i vështirë për t'u kontrolluar. Motori, zakonisht një motor nafte, ngarkohet ekskluzivisht në një gjenerator elektrik dhe nuk lidhet drejtpërdrejt me rrotat.
Rryma e gjeneruar nga gjeneratori mund të përdoret për të ngarkuar baterinë tërheqëse, dhe aty ku nuk sigurohet, dërgohet direkt në motorët elektrikë.
Mund të ketë një ose më shumë prej tyre, deri në instalimin në secilën rrotë të një makine sipas parimit të të ashtuquajturave rrota motorike. Sasia e shtytjes rregullohet nga njësia elektrike e fuqisë, dhe motori me djegie të brendshme mund të funksionojë vazhdimisht në mënyrën më optimale.
paralel
Kjo skemë tani është më e zakonshme. Në të, motori elektrik dhe motori me djegie të brendshme punojnë për një transmetim të përbashkët, dhe elektronika rregullon raportin optimal të konsumit të energjisë nga secili prej disqet. Të dy motorët janë të lidhur me rrotat.
Mënyra e rikuperimit mbështetet kur, gjatë frenimit, motori elektrik kthehet në gjenerator dhe rikarik baterinë e ruajtjes. Për ca kohë, makina mund të lëvizë vetëm me ngarkesën e saj, motori kryesor me djegie të brendshme është i mbytur.
Në disa raste, përdoret një bateri me kapacitet të konsiderueshëm, e pajisur me mundësinë e karikimit të jashtëm nga një rrjet AC familjar ose një stacion i specializuar karikimi.
Në përgjithësi, roli i baterive këtu është i vogël. Por ndërrimi i tyre është thjeshtuar, qarqet e rrezikshme të tensionit të lartë nuk nevojiten këtu dhe masa e baterisë është shumë më e vogël se ajo e automjeteve elektrike.
të përziera
Si rezultat i zhvillimit të teknologjisë së lëvizjes elektrike dhe kapacitetit të ruajtjes, roli i motorëve elektrikë në krijimin e përpjekjeve tërheqëse është rritur, gjë që ka çuar në shfaqjen e sistemeve më të avancuara seri-paralele.
Këtu, fillimi nga ndalesa dhe lëvizja me shpejtësi të ulët kryhen me tërheqje elektrike, dhe motori me djegie të brendshme lidhet vetëm kur kërkohet prodhim i lartë dhe kur bateritë janë shteruar.
Të dy motorët mund të funksionojnë në modalitetin e lëvizjes dhe një njësi elektronike e menduar mirë zgjedh se ku dhe si të drejtojë rrjedhat e energjisë. Shoferi mund ta ndjekë këtë në ekranin e informacionit grafik.
Përdoret një gjenerator shtesë, si në një qark seri, i cili mund të furnizojë me energji motorët elektrikë ose të ngarkojë një bateri. Energjia e frenimit rikuperohet përmes pjesës së pasme të motorit tërheqës.
Kështu janë rregulluar shumë hibride moderne, në veçanti një nga të parët dhe të njohurit - Toyota Prius
Si funksionon një motor hibrid në shembullin e Toyota Prius
Kjo makinë është tani në gjeneratën e saj të tretë dhe ka arritur një shkallë të caktuar të përsosmërisë, megjithëse hibridet konkurruese vazhdojnë të rrisin kompleksitetin dhe efikasitetin e modeleve.
Baza e lëvizjes këtu është parimi i sinergjisë, sipas të cilit një motor me djegie të brendshme dhe një motor elektrik mund të marrin pjesë në çdo kombinim në krijimin e çift rrotullues në rrota. Paralelizmi i punës së tyre siguron një mekanizëm kompleks të tipit planetar, ku flukset e fuqisë përzihen dhe transmetohen përmes diferencialit në rrotat lëvizëse.
Nisja dhe nxitimi i fillimit kryhet nga një motor elektrik. Nëse elektronika përcakton që aftësitë e saj nuk janë të mjaftueshme, lidhet një motor benzinë ekonomik që funksionon në ciklin Atkinson.
Në makinat konvencionale me motorë Otto, një cikël i tillë termik nuk mund të përdoret për shkak të kushteve kalimtare. Por këtu ato sigurohen nga një motor elektrik.
Modaliteti i papunë është i përjashtuar, nëse Toyota Prius ndez automatikisht motorin me djegie të brendshme, atëherë menjëherë gjendet puna për të, për të ndihmuar në përshpejtimin, ngarkimin e baterisë ose sigurimin e ajrit të kondicionuar.
Duke pasur vazhdimisht ngarkesë dhe duke punuar me shpejtësi optimale, ai minimizon konsumin e benzinës, duke qenë në pikën më të favorshme të karakteristikës së shpejtësisë së jashtme.
Nuk ka asnjë startues tradicional, pasi një motor i tillë mund të ndizet vetëm duke e rrotulluar me një shpejtësi të konsiderueshme, gjë që bën një gjenerator i kthyeshëm.
Bateritë kanë kapacitete dhe tensione të ndryshme, në versionin më kompleks të rikarikueshëm të PHV-së, këto janë tashmë mjaft të zakonshme për automjetet elektrike 350 volt në 25 Ah.
Avantazhet dhe disavantazhet e hibrideve
Si çdo kompromis, hibridet janë inferiorë ndaj automjeteve të pastra elektrike dhe atyre të zakonshme klasike me naftë.
Por në të njëjtën kohë ato japin një përfitim në një sërë pronash, për dikë që vepron si ato kryesore:
- thjeshtimi i mjeteve të përdorura për të luftuar emetimet e dëmshme të motorëve me djegie të brendshme;
- arritja e njëfarë ekonomie karburanti, sado e kontestuar;
- mundësia e lëvizjes në tërheqje të pastër elektrike ku përdorimi i motorëve me djegie të brendshme është i ndaluar;
- një rritje mjaft e thjeshtë në kapacitetin e deklaruar;
- pamundësia, ndryshe nga një makinë elektrike, për të mbetur pa energji larg rrjetit elektrik.
Të gjitha disavantazhet shoqërohen me ndërlikimin e teknologjisë:
- nevoja për personel kompetent të trajnuar posaçërisht për të punuar me hibride;
- një rritje në masën e automjetit, i cili gjithashtu konsumon karburant;
- çmimi më i lartë i makinës;
- humbje për automjetet elektrike për shkak të ruajtjes së motorit me djegie të brendshme dhe gjithçkaje që lidhet me të;
- teknologjitë ende të zhvilluara në mënyrë të pamjaftueshme dhe mungesa e një qasjeje të unifikuar për dizajnin;
- mirëdashësi e dobët mjedisore në prodhimin e baterive dhe asgjësimin e tyre.
Ka mundësi që prodhimi i hibrideve të vazhdojë edhe pas zhdukjes së plotë të makinave klasike.
Por kjo do të ndodhë vetëm nëse krijohet një motor i vetëm kompakt, ekonomik dhe i kontrolluar mirë me karburant hidrokarbure, i cili do të jetë një shtesë e mirë për makinën elektrike të së ardhmes, duke rritur ndjeshëm autonominë e saj ende të pamjaftueshme.
