Honda Motor уходит от гибридов к экомобилям и беспилотникам

Как устроены гибридные автомобили

Первый в мире бензоэлектрический автомобиль Lohner Electric Chaise был создан Фердинандом Порше ещё в 1899 году. В годы XX века интерес к гибридам возобновился вследствие роста цен на топливо и ужесточения экологических норм.

Гибридная силовая установка сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор, что обеспечивает меньший расход топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Однако чем экономичнее гибридный автомобиль, тем более ёмкие аккумуляторы ему требуются и, следовательно, тем выше его цена.

В зависимости от того, какую роль в силовой установке играет электромотор, гибриды делятся на умеренные (mild hybrids) и полные (full hybrids). У первых электромотор служит помощником двигателю внутреннего сгорания, как, например, у хэтчбека Honda Insight. Вторые способны проехать некоторое расстояние на одной электротяге, как Lexus RX 400h. Есть ещё якобы микрогибриды — придуманный маркетологами термин для рекламы системы start/stop. Но последняя по сути — генератор с расширенными функциями. А мы говорим о схемах, где электродвигатели передают крутящий момент на колёса.

В 1997 году на японском рынке дебютировал первый гибрид — Toyota Prius (вверху). А в фирма Honda представила американцам свой Insight.

Последовательная гибридная схема

Существует также три основные схемы устройства гибридных силовых установок: последовательная, параллельная и смешанная. Последовательная гибридная схема появилась первой (её придумал в 1899 году сам Фердинанд Порше), но в легковых автомобилях распространена меньше. По ней, например, построены силовые агрегаты карьерных самосвалов, некоторых автобусов и локомотивов. В последовательной схеме колёса приводит в движение электромотор, а малолитражный ДВС крутит генератор, вырабатывающий электроэнергию. Тут отсутствует необходимость в коробке передач и мощном двигателе внутреннего сгорания. Зато требуются аккумуляторы, как правило, никель-металлогидридные, большой ёмкости.

Chevrolet Volt построен по последовательной схеме. Его ещё называют электромобилем с увеличенным запасом хода. На электротяге автомобиль делает бросок длиной 64 км. А при использовании вспомогательного турбомотора, заряжающего батареи, пробег на одной заправке может превышать 1024 км.

Параллельная гибридная схема

Самая распространённая сейчас схема — параллельная. Она запатентована ещё в 1905 году немцем Генри Пипером. Ей отвечают почти все умеренные гибриды. Они оснащаются мощным электромотором ( кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию. В качестве трансмиссии, как правило, используются вариатор или планетарная передача.

Хондовская гибиридная силовая установка IMA (Integrated Motor Assist) — пример параллельной схемы: на коленчатом валу двигателя вместо маховика размещён компактный электромотор-генератор.

Один из последних образцов параллельной схемы — гибридная силовая установка седана BMW ActiveHybrid 7.

Параллельные гибриды могут быть не только умеренными, но и полными, как, например, Audi Duo (1998). Эта модель могла проехать 50 км только на электромоторе, приводящем в движение задние колёса.

Но компания Honda нашла возможным оснастить своё бензоэлектрическое купе шестиступенчатой «механикой». В качестве источника питания используются литиево-ионные или литиево-полимерные аккумуляторы. Умеренные гибриды не требуют ёмких батарей на борту, благодаря чему доступны по цене. Однако некоторые автопроизводители присматриваются к дорогущим суперконденсаторам, которые способны кратковременно отдавать ток очень высокой мощности.

Читать еще: Каков КПД солнечных батарей?

Последовательно-параллельная гибридная схема

Распространены также смешанные, или, как их ещё называют, последовательно-параллельные гибриды. Классические представители этого семейства — хэтчбек Toyota Prius и Лексусы с индексом h, оснащённые фирменным «синергитическим» приводом HSD (Hybrid Synergy Drive). Чтобы объяснить принцип его работы мы приводим ниже наглядную демонстрацию.

Благодаря планетарной передаче и возникает синергия — взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Тут ДВС крутит колёса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор. В традиционной коробке передач нет необходимости: электроника регулирует обороты моторов и генератора, превращая такую систему в бесступенчатую трансмиссию ECVT.

У BMW Active Hybrid X6 с бесступенчатой коробкой передач ECVT с несколькими планетарными рядами два электромотора. Один работает на малых скоростях. А другой запускает ДВС и затем служит генератором. Полноприводная трансмиссия xDrive сохранена.

А вот у гибридного кроссовера Lexus RX 450h за привод на задние колёса отвечает дополнительный электромотор.

Новое поколение Тойоты Prius научилось бегать на одной электротяге, правда, недалеко — всего два километра. Кроме того, в компании работают над подзаряжаемой plug in версией гибрида с литиево-ионными батареями вместо никель-металлогидридных и увеличенным до 20 км пробегом на батареях.

Большинство двигателей, установленных на гибридах, — бензиновые. Многие работают по циклу Аткинсона с более коротким тактом сжатия и более эффективным рабочим процессом. Это обеспечивает лучшие экологические и экономические показатели. Распространение, казалось бы, более экономичных дизельэлектрических силовых установок сдерживает прежде всего то, что большинство гибридов продаются в не знакомой с дизелем Америке. Кроме того, дизельный мотор дороже бензинового, а это лишь увеличивает немалую цену гибрида.

Современный гибридный двигатель

10 сентября 2010

Что представляет собой автомобильная гибридная система сегодня? Современный гибридный двигатель существенно отличается от силовых систем, которыми комплектовались гибридные автомобили в прошлом. Сохранив общий принцип взаимодействия двигателя внутреннего сгорания с приводом электромотор-генератор, они существенно снизили свой вес, а также стали более доступными по цене. Конечно, не так как хотелось бы, но все же.

Первый официально зарегистрированный автомобиль с гибридным двигателем, был первоначально электромобилем. Легендарный конструктор Фердинанд Порше на рубеже 19-20 веков создал проект под названием Lohner-Porsche. Компактный электромотор, расположенный в ступице колес, питался током от генератора, энергию для которого вырабатывал бензиновый двигатель внутреннего сгорания.

Удивительно, но принцип работы современного гибридного двигателя мало чем отличается от аналогов того времени. Однако за это время производителям удалось оптимизировать связи, сделать батареи легче и эффективнее, а электромоторы мощнее. Это позволило использовать гибридные установки на современных легковых машинах.

Основные схемы гибридных двигателей

Последовательная схема гибридного двигателя. Малолитражный ДВС крутит генератор, заряжая батареи. Сам автомобиль приводит в движение электромотор. Редко применяется на легковых машинах, но похожий принцип используют локомотивы, карьерные самосвалы, автобусы.

Параллельная схема гибридного двигателя. Повсеместно используется на современных легковых автомобилях. В этом случае для движения можно использовать оба двигателя, как вместе, так и по отдельности. Условно такую схему можно поделить на три подтипа:

Mild hybrid (Умеренный гибрид). В основном использует топливную силовую установку, а электромотор дает автомобилю дополнительную мощность. Основные плюсы такой схемы — облегченная конструкция и низкая цена. Здесь не требуются огромные аккумуляторы, потому что электрическая тяга не используется для самостоятельного движения.
Full hybrid (Полный гибрид). В такой схеме электромотор и ДВС в гибридном двигателе используются в равной степени. Однако чаще для движения используется электродвигатель, а ДВС выступает в роли генератора, аккумулирующего энергию в батареях.
Plug-in hybrid (Подключаемый гибрид) — это гибридный двигатель с возможностью подзарядки своих батарей от сети. Такая система сохраняет все преимущества электрического автомобиля, решая его один из самых главных недостатков — дальность пробега.

Читать еще: Возмещение по ОСАГО

Сегодня легковые гибридные автомобили в основном используют две японские технологии: Integrated Motor Assist от Honda и Hybrid Synergy Drive от Toyota.

Но все больше компаний развивают свои собственные технологии, позволяющие создать достаточно доступные и эффективные экологические автомобили. Например, современные гибридные двигатели Hybrid4, которые предлагает концерн PSA Peugeot Citroen, оборудуются дизельными ДВС.

Также автомобильный рынок в ближайшем будущем пополниться гибридами Mitsubishi и Kia, оснащенными собственными силовыми системами. И уже не за горами премьера русского серийного гибридного автомобиля, финансированием которого занимается Прохоров.

Все самое интересное впереди. Подписывайтесь на обновления нашего журнала, чтобы следить за всеми новостями и самыми интересными событиями в мире экомобилей.

Гибрид и холода: стоит ли покупать авто с гибридным двигателем перед наступлением зимы?

Вокруг гибридного автомобиля в Беларуси витает множество мифов. Считается, что такие машины плохо переносят зиму, салон неважно отапливается и существует большой риск не завестись зимой. Поэтому спрос на гибриды осенью небольшой. Правдивы ли опасения?

AUTO.TUT.BY разбирался в нюансах зимней эксплуатации гибридов с директором автоцентра “ТИТАН Моторс” Михаилом Арефьевым. По словам Михаила, после того как морозы опускаются до -26 С, Prius на эвакуаторе едет в автосервис. Но происходит это только потому, что автомобиль своевременно не обслуживается, либо его владелец не соблюдает простые правила эксплуатации.

1. Можно ли держать гибридный автомобиль на улице зимой или стоит перевезти его в теплый гараж?

Переживать за гибридный автомобиль, даже если за окном минусовая температура и на капот налипли сосульки, не стоит. Главное – не оставлять машину на ночь с полуразряженной 12-вольтовой (вспомогательной) батареей, иначе она промерзает и со временем емкость может понизиться. Также перед началом холодного сезона стоит провести диагностику высоковольтной батареи, которую тоже желательно держать при морозах в заряженном состоянии, минимум 70%.

2. Лучше ли оставлять автомобиль на зиму в гараже?

В этом нет особого смысла, если только владелец вовсе не собирается ездить зимой. В последнем случае гибридный автомобиль нужно заводить примерно раз в три недели, чтобы зарядить батарею. Если же он простоит всю зиму в гараже без “заводки”, то весной, с очень высокой вероятностью, завести транспортное средство смогут только на сервисе, причем некоторые ячейки высоковольтной аккумуляторной батареи могут быть на грани работоспособности.

3. Можно ли “прикуривать” гибридный автомобиль и как это правильно делать?

“Прикуривать” можно. Для примера возьмем Toyota Prius. Заводка Prius невозможна, если не работает бортовая система, которая в свою очередь питается от небольшого 12-вольтового аккумулятора, расположенного в багажнике. Чтобы его оживить, достаточно просто накинуть провода на аккумулятор другой машины, немного подождать, чтобы аккумулятор набрал силы и пробовать стартовать. При этом газовать на автомобиле-доноре, как это делается при обычном “прикуривании”, не нужно.

4. Можно ли ездить зимой, используя только электродвигатели?

Для гибридов нормально, когда вы едете на невысокой скорости только на электродвигателях, а ДВС служит для зарядки батареи. А вот вообще ездить только на электродвигателях невозможно и летом: мотор-генератор питается от высоковольтной аккумуляторной батареи, ДВС работает, чтобы ее зарядить, и когда скорость автомобиля выше 30 км/ч. Если ездить без бензина (при неработающем ДВС), высоковольтная батарея разрядится до критичного состояния. При полной разрядке завести гибрид становится невозможным, для этого требуется дорогостоящее зарядное устройство, которое есть только на специализированной СТО.

5. Почему в гибридах зимой бывает холодно?

Когда в машине немного снижается уровень охлаждающей жидкости, салон перестает нормально отапливаться. Происходит это из-за сложной двухконтурной системы охлаждения, зависимой от наличия “охлаждайки” в системе. Не многие следят за уровнем антифриза именно в двух расширительных бачках, поэтому зимой частенько мерзнут в своих гибридах. Также может выйти из строя клапан, отвечающий за отвод тепла от электродвигателей и инвертора, которые сильно нагреваются. Летом теплый поток отводится наружу, зимой же, при нажатии кнопки обогрева, идет в салон. Клапан, отвечающий за перенаправления потока, может сломаться, и в машине будет холодно, пока не прогреется основной двигатель. А если клапан заклинил в среднем положении, то тепла не будет вообще.

6. На что нужно обратить внимание при подготовке гибридного автомобиля к зиме?

Проблемы обычных автомобилей характерны и для гибридов, например, дроссельная заслонка, которая может подмерзнуть, или плохие свечи и катушки зажигания. Для гибридов источником неполадок могут служить электронасосы, которых по три в Toyota Prius и Lexus RX. Каждый из них требует диагностики состояния хотя бы раз в год. Также нужно проверить работу электрического компрессора кондиционера, использующего специальное масло.

7. Насколько надежен гибридный автомобиль, подвержен ли коррозии и как долго продержится батарея, если эксплуатировать машину круглый год?

При создании в Toyota Prius закладывался большой ресурс прочности. Японцы были первопроходцами и не хотели испортить репутацию. Даже в наших условиях встретить на Toyota Prius ржавчину можно очень редко – как правило, это битый автомобиль. В автоцентр приезжал Prius с пробегом 480 тыс. км, и батарея хорошо работала. Как правило, проблемы у этих автомобилей вызваны неквалифицированным вмешательством непрофессионалов.

Если у вас есть вопросы, связанные с выбором или эксплуатацией гибридного автомобиля, пишите нам – AUTO.TUT.BY ответит на них.

Если вы заметили ошибку в тексте новости, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

Оценка статьи:

Загрузка...