От розетки двигатели для первых гибридных самолетов представят через 2 года

От розетки: двигатели для первых гибридных самолетов представят через 2 года

Тесты экспериментальных двигателей для первых российских гибридно-электрических самолетов могут начаться уже через два года. Об этом «Известиям» сообщили в Министерстве промышленности и торговли. В ведомстве считают, что эти воздушные суда в перспективе могут использоваться на региональных направлениях. Сейчас рассматриваются два варианта возможных компоновок салона самолета — до 50 и до 100 пассажиров. В Минпромторге рассчитывают, что новые технологии помогут уменьшить расход топлива, количество вредных выбросов и эксплуатационные затраты, а также снизят уровень шума в салоне. Тем временем зарубежные компании уже представляют свои аналоги гибридных самолетов — в ближайшие пару лет некоторые из них будут продемонстрированы в полете.

Воздушная экономия

Возможности классических подходов к улучшению летно-технических, экономических и экологических характеристик самолетов практически исчерпаны, отметили в Минпромторге. Кроме того, постоянно ужесточаются и требования Международной организации гражданской авиации (ИКАО) по допустимым уровням шума и эмиссии вредных веществ в атмосферу. Из-за этого перед странами стоит задача повысить не только экологичность воздушных судов, но и их энергоэффективность, в том числе — за счет использования альтернативных источников энергии.

Появление нового гибридного двигателя позволит на 60% увеличить эффективность использования энергии, снизить расходы на обслуживание самолета, а также сократить выброс вредных веществ и повысить топливную эффективность.

— Планируется создать демонстратор гибридной силовой установки мощностью 500 кВт, провести его стендовые и летные испытания на самолете — летающей лаборатории. Освоение технологии на основе высокотемпературных сверхпроводников позволит создавать более мощные электрические машины для самолетов региональной и ближне-магистральной авиации, так как данная технология позволяет сохранять высокие показатели весовой эффективности при росте мощности. Прототип и его летные испытания планируется выполнить в 2011–2022 году, — сообщили «Известиям» в пресс-службе Минпромторга.

Зарубежные компании также работают в этом направлении — некоторые из них уже провели летно-конструкторские испытания двигателя подобного типа и планируют получить сертификат на его использование в ближайшие несколько лет. Так, Airbus совместно с Siemens и Rolls-Royce ведет одновременно три проекта. Два из них (CityAirbus и Vahana) направлены на создание аппарата вертикального взлета и посадки. Предполагается, что они будут использоваться как аэротакси и смогут достигать скорости 200 км/ч. Правда, дальность полета у них небольшая, но в рамках крупного мегаполиса добраться из одного конца города в другой не составит проблем.

Еще один проект (E-Fan X) является полноценным гибридным самолетом. Демонстрационный полет его первого прототипа запланирован на 2021 год, а полноценное внедрение в гражданскую авиацию намечено на 2030-й. Первое воздушное судно, максимальное количество посадочных мест в салоне которого составит около 100 человек, будет обслуживать региональные рейсы.

Компания Boeing создала дочернее предприятие Aurora, которое занимается в том числе разработкой летательного аппарата вертикального взлета и посадки. Китай в 2018 году стал первым государством, где был сертифицирован пилотируемый летательный аппарат с электрическим двигателем.

В ряде стран сформированы государственные программы развития самолетов с электрическими и гибридными установками. Так, в Норвегии планируется к 2030 году осуществлять местные воздушные перевозки только на аппаратах с такими двигателями. Такие же планы имеются и в Японии.

Перспектива есть

Европейское агентство авиационной безопасности (EASA) и Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) активно занимаются проработкой нормативных документов для сертификации подобного рода летательных аппаратов. Как отмечают в Минпромторге, в этой связи России в условиях санкций и ограниченного доступа к зарубежным технологиям необходимо ускоренными темпами формировать опережающий научно-технический задел в области гибридных и электрических установок.

Сейчас речь идет о научно-исследовательской работе, которая призвана подтвердить применимость предлагаемых решений в авиации, рассказал «Известиям» глава агентства «АвиаПорт» Олег Пантелеев. По его словам, создание гибридных и полностью электрических силовых установок — одно из магистральных направлений развития в современной авиации.

Источник



Принцип работы гибридного двигателя автомобиля

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

• низкая стоимость топлива;
• нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

• двигатель внутреннего сгорания;
• один или несколько электрических моторов;
• блок аккумуляторных батарей.
• для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

• управления электромотором;
• обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
• питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т.д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества

Недостатки

Заключение

Принцип работы гибридного автомобиля основан на использовании энергии бензинового и электрического двигателей. Их совместная работа позволяет достичь жёстких требований экологических стандартов, снижая расход топлива и выбросов. Инженеры постоянно совершенствуют конструкции, придумывают новые решения. Однако, не все компании видят перспективу в гибридах, концентрируясь на создании полноценных электромобилей.

Источник

Как устроен и работает гибридный двигатель автомобиля

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
• электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
• трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
• топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
• аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
• инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
• генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

• на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
• при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
• в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС. Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

• работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
• поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
• интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

• минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
• согласованность функций ДВС и электромотора;
• полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
• наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
• эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
• возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
• поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
• низкий уровень шума работающего мотора.

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

• необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
• батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
• проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
• дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

• микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
• среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
• полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

• машины с системой старт-стоп;
• транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
• модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

• вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
• электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
• компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
• электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.

Источник

Гибридная силовая установка — история одного изобретения

Сегодня в будущем гибридных автомобилей мало кто сомневается. Гибридная силовая установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, генератора и силового электродвигателя (либо сразу четырех двигателей, встроенных в колеса, что значительно упрощает трансмиссию), позволяет преодолеть главные недостатоки «чистых» электромобилей и традиционных автомобилей — резко увеличить ограниченный емкостью аккумуляторов запас хода, и при этом свести к минимуму вредные выбросы теплового двигателя.

Вопрос — почему же на наших дорогах до сих пор так мало легковых автомобилей с гибридными двигателями? А те, что есть, непомерно дороги и погоды в плане уменьшения загрязнения окружающей среды явно не делают. Ответ будет парадоксален. Среди нас нет личности подобной великому инженеру Фердинанду Порше. Нет человека, который мог видеть будущее и творить настоящее.

3 сентября 1875 года в Богемии, в городе Мафферсдорфе, который сегодня находится в Чехии и называется Вротиславице, в семье чеканщика Антона Порше родился сын, которого назвали Фердинандом. К слову, семья Порше не немецкого происхождения. Предки Антона Порше славяне, а сама фамилия произошла от искажённого имени Борислав…

Порше не были богатыми людьми, но и бедствовать не бедствовали. Пока отец пропадал в мастерской, матушка Фердинанда занималась воспитанием сына. Женщина не чаяла души в неразговорчивом, сосредоточенном на своих мыслях мальчике. Первые уроки грамоты преподала будущему автоконструктору именно она.

Когда Фердинанду исполнилось 12 лет, отец стал брать его с собой в мастерскую. Нигде никогда не учившийся Ферди (так его называли в семье) безропотно помогал отцу. Работа была явно ему не по силам. Увлечённый своей профессией Антон Порше, казалось, не замечал усталости сына. А трудиться мальчишке приходилось по 12 часов кряду.

Впрочем, это не помешало подрастающему Фердинанду с головой погрузиться в премудрости техники. В те времена у всех на устах была идея всеобщей электрификации. В Мафферсдорфе был всего один дом, освещавшийся электрическими лампами – ратуша. Ферди загорелся идеей соорудить собственную систему освещения.

Мастерская отца постепенно заполнялась медной проволокой, эбонитовыми банками с кислотой и дорогими электрическими лампами, деньги на которые у Ферди были – он тратил на своё увлечение всё, что зарабатывал. Отец был крайне недоволен – лампочки стоили целого состояния. К тому же он не видел какого-либо смысла в опытах сына, считая их детским баловством.

Шёл 1890 год. Однажды, Антон Порше возвращался домой после тяжёлого трудового дня. Работать пришлось ночь напролёт, выполняя заказ городской управы. Летний день клонился к закату. Улицы городка погрузились в сумеречную мглу…

Неожиданно для себя самого Антон Порше остановился и, в буквальном смысле, остолбенел. Его скромный дом превратился… в храм! Крыльцо было охвачено волшебным сиянием. Окно прихожей светилось. Дверь распахнулась. На пороге стоял сын Фердинанд.

— Ну как? – сказал он. – Нравится?

— Что это… такое? – произнёс отец, когда к нему вернулась способность говорить.

— Электрическое освещение. Аккумулятор, лампочки. На крыше сарая – ветряк с генератором. Сядет аккумулятор, его зарядит генератор, соединённый с ветряком, — бойко пояснял мальчик.

— Аккумулятор? Лампочки? – растеряно переспросил отец. – Где это, покажи?

Сын повёл отца в дровяной сарайчик за домом, где устроил себе тайную мальчишечью мастерскую. Он показал отцу своё техническое хозяйство.

И тут произошло нечто непредсказуемое. Отец пришёл в… ярость! Он со всей силы пнул ближайшую банку. Та раскололась. Дымящаяся жидкость вылилась на его ботинок.

— Боже, отец! – закричал Фердинанд. – Это же соляная кислота! В воду, быстрей ногу в воду!

Чертыхаясь и охая Антон Порше выбежал на улицу и засунул распадающийся на части ботинок в бочку с дождевой водой. До ноги кислота, к счастью, не добралась. Но ботинок оказался безнадёжно испорченным.

На крики отца из дома выбежала матушка. Отца она застала в нелепейшем положении – стоящим одной ногой в бочке и изрыгающим при этом чудовищно витиеватые ругательства в адрес сына…

Когда всё улеглось, матушка вызволила отца из проклятой бочки, увела в дом и напоила горячим кофе. Потом села за стол и, подперев голову рукой, задумчиво сказала:

— Ну, что ты ругаешься, Антон? Сынок-то у нас растёт умненький. Отдал бы ты его учиться.

— Вот ещё, — проворчал отец. – И куда я его отдам? А кто работать будет?

— Антон, ему пятнадцать лет. Ему давно пора в школу.

— Разве что в вечернюю? – ответил отец после некоторых раздумий.

Всё же «изобретение» сына поразило его в самое сердце. Что-что, а этого он от Ферди никак не ожидал…

Четыре года Фердинанд Порше учился в общеобразовательной вечерней школе в соседнем городке Райхенберге (сегодня это чешский Либерец). В конце дня он добирался в Райхенберг на велосипеде, отработав перед этим в мастерской отца полную «взрослую» смену. Учился он на «отлично». Учителя им гордились.

Фердинанду Порше исполнилось 19 лет, когда он, выпускник вечерней школы, покинул отцовский дом и перебрался в Вену. Домой он больше не вернулся. Для Ферди началась взрослая жизнь.

На вопрос матери – что он собирается делать в Вене, Фердинанд беззаботно ответил:

— Покорить весь мир.

Он и не подозревал о том, что всего через шесть лет он выполнит своё обещание.

Прибыв в столицу Австрии, Фердинанд на небольшие сбережения, заработанные в мастерской отца, снял тесную мансарду и принялся искать работу. Заглянул в одну мастерскую, в другую. Все как-то мелко, неинтересно, бедно. И он… отправился туда, где его не взяли бы даже при наличии университетского диплома – на завод Лонера, выпускавший локомотивы. Почему именно сюда? Дело в том, что герр Лонер помимо паровозов выпускал ещё и… электромобили. Да, да, небольшие моторные тележки, вызывавшие у венцев приступы смеха.

36-летний Людвиг Лонер, хороший инженер и человек прогрессивных взглядов, поначалу и сам рассмеялся, услышав слова юного Порше о том, что тот-де желает устроиться на его завод конструктором. А почему бы сразу ни директором? Веселье улетучилось, когда Лонер взглянул на рекомендательные письма от городской управы Мафферсдорфа. После минутных размышлений он сказал:

— Именно вы мне и нужны, Фердинанд. Но дайте слово, что будете посещать курс технического университета. Это я вам устрою непременно.

Первые четыре года Фердинанд Порше осваивал азы инженерного дела в Венском университете, посещая занятия как вольный слушатель, и работал в конструкторском бюро Лонера. Перед ним была поставлена непростая задача – сконструировать такой автомобиль на электрической тяге, который бы быстро передвигался и при этом хорошо продавался в Австрии.

Природные данные Фердинанда Порше раскрылись с первых же недель работы над новым проектом. Опытный образец удался на славу. Машина получилась компактной, быстрой – она могла передвигаться с неплохой для конца XIX века скоростью в 40 километров в час, но при этом была тяжёлой. Значительную часть веса машины составляли ёмкие свинцовые аккумуляторные батареи. И запас хода был невелик — от одной зарядки автомобиль мог проехать около часа.

С точки зрения Лонера это была несомненная удача. Он сам с удовольствием раскатывал на электромобиле Порше и замечал завистливые взгляды молодых обеспеченных венцев. С точки зрения Фердинанда Порше это был провал. Час езды со скоростью в 25 миль в час? И куда он мог уехать на этой машине?

Однажды в 1898 году Порше зашёл в кабинет Лонера с ворохом чертежей подмышкой.

— Людвиг, я придумал то, чего до меня никогда не было, — сказал Фердинанд.

Спустя два часа он вышел из кабинета в должности главного конструктора компании.

В багаже молодого инженера уже был удачный образец электромобиля. Но на этот раз он придумал нечто революционное и по тем временам совершенно невиданное. Во-первых, это был переднеприводный электромобиль, аналогов которого в мире ещё не существовало (поскольку не был ещё придуман шарнир равных угловых скоростей, позволяющий ведущим колёсам быть ещё и поворачиваемыми вокруг вертикальной оси). Во-вторых, отсутствовала механическая трансмиссия, поскольку электромоторы, а их в машине Порше было два, встраивались в ступицы передних ведущих колёс. Наконец, это был и не электромобиль вовсе, а… гибридный автомобиль! На машине стоял небольшой бензиновый двигатель, который вращал генератор. Генератор вырабатывал ток, который заряжал аккумулятор. А тот в свою очередь питал силовые электродвигатели.

Так была изобретена гибридная силовая установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, аккумуляторов и электродвигателей.

Впервые увидев машину на стапеле сборочного цеха, Людвиг Лонер воскликнул:

— Фердинанд, как эта штука передвигается? У неё же нет приводной цепи!

Летом 1900 года Париж переживал необычайный наплыв гостей из 35 стран мира. Открывалась грандиозная всемирная выставка, ставшая событием планетарного масштаба. В составе делегации от Австро-Венгерской империи был и Людвиг Лонер со своим гибридным автомобилем. Именно это изобретение вызвало особый ажиотаж. Представляя автомобиль, Лонер заявил:

— Эта машина создана вот этим молодым человеком, — и указал на смущённого вниманием прессы Фердинанда Порше. – Поверьте, господа, вы о нём ещё услышите.

И он оказался провидцем. Машина «Лонер-Порше» взяла Гран-при Парижской выставки.

Изобретение молодого Фердинанда Порше вовсе не было забыто. С 1900 года и по сегодняшний день гибридные силовые установки используются в самых разных видах транспортной техники. Связка из двигателя внутреннего сгорания, генератора и электромоторов работает в артиллерийских тягачах (первый, кстати, был сконструирован в годы Первой Мировой войны самим Порше), в тяжелых танках, в строительной технике, в супертяжелых самосвалах, на речных и морских судах, в тепловозах.

В наши дни гибридные силовые установки возвращаются и на легковые автомобили.

Источник