Как работает гибридный двигатель лексус?

Приус, как работает гибрид?

Японские конструкторы смогли разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, использующий полезную работу трех двигателей. Они функционируют благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Для того чтобы разобраться, как работает гибридный Тойота Приус, понадобится ознакомиться с базовыми компонентами установки. Она включает в себя бензиновый мотор и два мотор-генератора.

ДВС

2ZR-FXE устанавливают на Приус с кузова XV30

Принцип действия ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. В качестве топлива допускается использовать бензин марок АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается сниженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким коэффициентом полезного действия. Функционал планетарной передачи позволяет передавать вращательный момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электрической энергии для поддержания заряда аккумуляторной батареи, функционирования климатической установки и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска ДВС, выступая в роли классического стартера. Также он обеспечивает работу мотор генератора №2, при снижении заряда АКБ. Еще одной функцией электродвигателя №1 является выработка электрической энергии для передачи заряда аккумуляторной батареи.

Планетарная коробка и электромоторы Приус (слева XW20, справа XW30)

Второй мотор-генератор обеспечивает непосредственную передачу вращательного момента на колеса, беря энергию из ВВБ.

Принцип работы электромоторов Тойота Приус основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого используются мощные неодимовые магниты в роторе. Обмотка статора состоит из медных проводников. Оборудование может работать в двух режимах:

Двигательный – мотор-генератор получает трехфазное питание на обмотку статора, далее начинает вращаться ротор. Это происходит за счет взаимодействия магнитных полей. В результате получается кинетическая энергия.

Планетарная «коробка передач»

Сложная конструкция планетарного механизма обеспечивает качественное функционирование гибридной установки. Редуктор разработан таким образом, чтобы подключать бензиновую установку исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. При этом последний режим используется только при наборе оптимального числа оборотов 2ZR-FXE. Указанный показатель находится на уровне от 2000 об/мин.

Принцип распределения работы моторов Тойота Приус гибрид, благодаря конструкции планетарного механизма, выглядит следующим образом:

• передвижение машины на низких скоростях осуществляется на электротяге;
• для обеспечения набора скорости и ее поддержания используется дополнительная энергия от генератора, который двигается с помощью ДВС.

При этом главной чертой планетарного устройства является отсутствие непосредственной связи между бензиновым агрегатом и приводом колес.

Описание режимов работы гибридной силовой установки

В указанном разделе рассмотрим, как работает гибридная установка Тойота Приус в различных режимах. Среди них:

начало перемещения с запуском ДВС;

старт на электротяге и движение на высокой скорости;

запуск 2ZR-FXE на ходу;

задний ход.

Начало движения с запуском ДВС

Данный режим используется при недостаточном заряде АКБ для старта с места Тойота Приус. В этом случае гибрид работает следующим образом:

• За счет действия мотор генератора №1 осуществляется вращение планетарного механизма, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
• Силовой агрегат внутреннего сгорания начинает разгонять мотор-генератор №1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Далее происходит выработка требуемого количества электрической энергии для заряда АКБ и обеспечения работы второго мотор генератора;
• 2ZR-FXEможет работать исключительно для обеспечения работы первого мотор генератора и поддержания требуемого напряжения в электрической сети Тойота Приус.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электротяга гибридной установки Toyota Prius работает при старте машины с места в следующей последовательности:

• Езда начинается при заглушенном бензиновом агрегате;
• Электродвигатель №2 приводит в движение колеса и электромотор №1 через шестеренчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. При этом происходит преобразование напряжения из постоянного в переменное.

Для обеспечения движения Приус на высокой скорости, когда достигаются допустимые обороты электродвигателя №1, используется следующий принцип:

• Мотор-генератор №2 посредством шестерен переключается на вращение первого с кратностью 2.6;
• Это обеспечивает уменьшение скорости вращения электромотора №1 в 2.6 раз, по отношению ко второму. Максимально допустимое число оборотов для первого электродвигателя составляет шесть тысяч, набираемых при скорости в 64 км/ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Тойота Приус с запуском 2ZR-FXE в процессе движения выглядит следующим образом:

• Бензиновый силовой агрегат включается в момент остановки мотор генератора №1, который тормозится за счет изменения направления электромагнитного потока в противоположную сторону относительно вращения ротора. При этом запуск мотра происходит благодаря снятию вращающегося момента с колес автомобиля;
• После набора оборотов двигателем внутреннего сгорания, происходит совпадение направлений вращения всех агрегатов гибридной установки. При равенстве числа оборотов будет наблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
• При увеличении оборотов ДВС, в сравнении с электромотором №2, будет наблюдаться рост вырабатываемой электроэнергии мотор генератором №1. Она распределяется на зарядку АКБ и поддержание дальнейшего движения, за счет передачи энергии на электродвигатель №2.

Из указанного режима функционирования гибрида можно четко проследить, что мотор напрямую не соединен с колесным приводом. Он передает энергию на вращение колес только при равенстве числа оборотов колес и оси двигателя. Базовая задача бензинового агрегата — функционирования электрогенератора. Это позволяет поддерживать требуемую емкость аккумуляторной батареи.

Задний ход

За езду автомобиля Тойота Приус задним ходом отвечает мотор-генератор №1. В момент заглушенной установки внутреннего сгорания, первый электромотор переходит в двигательный режим. Это сопровождается противоположным вращением относительно мотор-генератора №2. При этом планетарная ось фиксируется на месте, а вращающий момент с первого электродвигателя передается ко второму, посредством шестеренчатой передачи планетарного механизма. Происходит вращение электромотора №2 в обратную сторону, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При запущенном бензиновом агрегате, для передвижения задним ходом необходимо увеличить число оборотов электродвигателя №1 относительно двигателя внутреннего сгорания.

Заключение

Конструкция гибрида Toyota Prius позволяет получить экономию топлива за счет следующих факторов:

• Автоматический пуск и остановка бензомотора в требуемые моменты, с использованием цикла Аткинсона для его функционирования;
• Сбор энергии рекуперации при торможении;
• Эффективная нагрузка бензинового силового агрегата благодаря монтажу электромеханического вариатора;
• Отличная аэродинамика.

Источник: https://toyota-camry-corolla.ru/prius/prius-kak-rabotaet-gibrid/

Лексус гибрид — характеристики, плюсы и минусы

     Те автолюбители, которые желают эксплуатировать транспортное средство премиум-класса, приобретают автомобиль «Лексус Гибрид» от японского производителя. Концерн Toyota предлагает эффективный, стильный автомобиль у которого отмечают один недостаток, это сравнительно небольшой объём багажного отделения. Однако специалисты отмечают, что владельцы такого автомобиля редко перевозят грузы, имеющие большие габаритные размеры.

Немного истории

     Однако не осталась без внимания проблема небольшого запаса хода находящихся в эксплуатации электрокаров. Конструкторы разработали и внедрили в жизнь концепцию совместного использования бензинового силового агрегата с электродвигателем. Концерн предлагает покупателям выбрать машину из пяти моделей Лексус гибрид, такого количества модификаций нет больше ни у кого из известных производителей автомобилей.  

     2005 год знаменателен для концерна Тойота выпуском первого в мире гибридного автомобиля, который получил обозначение RX400h. Он стал лучшим решением для тех, кто хотел иметь мощный, современный, экономичный, с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу автомобиль. к тому же машина имеет практически бесшумный разгон, высокую плавность хода. После появления «гибридов» они быстро распространились во многих странах мира.

     В дальнейшем концерн разработал ещё несколько моделей:

   На этом специалисты концерна не остановились, продолжаются дальнейшие работы по усовершенствования не только внешнего вида машины, но и технических характеристик транспортного средства.

   Что представляет собой лексус «гибрид»

   Устройство Лексус гибрид имеет свою особенность, это использование комбинированного силового агрегата, в свою очередь который состоит из двигателя внутреннего сгорания рабочим объёмом 3300 см3, трёх электродвигателей. Из них один работает на привод колёс задней оси. Также следует отметить наличие электрического усилителя в рулевом управлении автомобиля. На передней панели машины нашлось место для цветного сенсорного дисплея с размером 7 дюймов. Лексус гибрид характеристики можно выразить следующими цифрами:

1. Тип/класс кузова автомобиля – внедорожник/кроссовер.
2. Число дверей/мест – 5/5.

   Лексус гибрид двигатель (двс):

• рабочий объём более 3000 см3;
• развивает мощность 210 л.с;
• двигатель расположен спереди поперёк кузова;
• число и расположение цилиндров – V6;
• количество клапанов на цилиндр – 4;
• система питания – инжектор с распределённым впрыском;
• используемое топливо – бензин АИ95.

   Электрическая часть гибрида:

1. Число электродвигателей – 3.
2. Показатель мощности переднего электродвигателя – 123 кВт.
3. Задний электродвигатель выдаёт – 50 кВт.
4. Общая мощность силовой установки – 272 л.с.
5. Батарея Лексус гибрид – Ni-MH.
6. Напряжение аккумуляторной батареи – 288 В.
7. Напряжение питания электрических двигателей – 650 В.
8. Ёмкость АКБ – 45 кВт/час.

   В трансмиссии этого автомобиля используют автомат CVT. Передняя подвеска состоит из треугольного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости, стойки амортизатора. Задний мост опирается на пружину с амортизатором, стабилизируется системой поперечных и продольных рычагов, стабилизатором устойчивости. Использование современных технологий в производстве, качественных узлов, агрегатов при изготовлении машины, обеспечивают Лексус гибрид надёжность на высоком уровне. Производители гарантируют для Лексус гибрид расход топлива в среднем 5,3 литра при пробеге 100 км.

   Немного об обслуживании и эксплуатации

   Многие владельцы, специалисты отмечают, что гибрид хорошо подходит для эксплуатации в регионах РФ, стран СНГ. Потому что ему не страшны высокие температуры наружного воздуха, снег и мороз в зимнее время. Для пуска силового агрегата не нужен стартер, который забирает «львиную» долю заряда аккумуляторной батареи. В моторном отсеке есть место для маленького аккумулятора, который нужен для активации цепей системы электроники машины. После этого первичное питание получает инвертор, за ним главная батарея автомобиля.

   Важным условием грамотной эксплуатации гибрида в зимнее время является недопущение разряда вспомогательного аккумулятора. И как правило на холоде его саморазряд ускоряется, что может привести к проблемам пуска двигателя. Если ожидается сильный мороз, тогда можно снять АКБ и поставить его в тёплое место. Специалисты рекомендуют перед началом зимней эксплуатации машины проверить состояние высоковольтной аккумуляторной батареи. Если её заряд составляет менее 70% от номинальной ёмкости, нужно выполнить её подзарядку.

   В крайнем случае вспомогательную батарею можно «прикурить» от другой батареи, соблюдая при этом осторожность и правильность подключения вторичного источника тока. Как правило, пуск мотора проблем владельцам не создаёт. В целом подготовка гибрида к эксплуатации в зимнее время не сильно отличается от обычного автомобиля. Специалисты рекомендуют произвести замену моторного масла и фильтров. К выбору смазки следует подойти особенно тщательно, так как на автомобильном рынке встречается контрафакт.

   Вязкость моторного масла выбирают исходя из региона эксплуатации машины (температуры в зимнее время). Так же нельзя оставлять без внимания щётки стеклоочистителя. Которые в сильный мороз могут не справиться с осадками, чем сильно затруднят движение машины. Их следует заменить на специальные зимние. Хорошо зарекомендовали себя в зимнее время щётки стеклоочистителя с бескаркасной конструкцией.

   О достоинствах и недостатках гибрида

   О Лексус гибрид отзывы владельцев говорят о многом, описывают все достоинства и недостатки автомобиля. Обычно начинают с хорошего, поэтому следует начать с «плюсов»:

1. Надёжный пуск в любое время года.
2. Хорошая проходимость из-за высокого клиренса.
3. Отсутствует стартер, коробка передач с раздаткой, карданный вал.
4. Плавность хода, которая не зависит от дорожных условий.
5. Хорошие экологические показатели.
6. Высокая ликвидность при продаже на вторичном рынке.

     Не обходится без ложки дёгтя в бочке мёда, к сожалению имеются и недостатки такие как:

1. Высокая стоимость автомобиля.
2. Проблемы с утилизацией отслуживший свой срок высоковольтной аккумуляторной батареи.
3. Проблемы с поиском специалистов для технического обслуживания.
4. Длительный прогрев салона при сильных морозах.

Источник: https://avtobond.ru/gibridnye-avtomobili/leksus/leksus-gibrid/

Почему я куплю автомобиль с гибридным двигателем на примере Lexus RX

В то время, как наибольший интерес сейчас представляют собой электромобили и автомобили с гибридными силовыми установками, машины с обычными бензиновыми двигателями многим уже кажутся «динозаврами». Но это не совсем так: да, электромобили можно назвать более технологичными, однако во многих случаях без традиционного агрегата не обойтись. Мне как-то нужно было проехать 700 километров без остановки, и здесь даже самая топовая Tesla сдалась бы уже на половине пути.

В чем-то Tesla сильно проигрывает гибриду

К тому же автопроизводители постоянно работают над обновлением своих машин. Дошло до того, что общая длина проводов в машине порой достигает 5 километров, да и просто автомобили зачастую умнее человека, со всеми этими системами удержания в потоке, автоматическим торможением и контролем за состоянием водителя. Долгие поездки я люблю, поэтому когда мне представилась возможность проехаться за рулем обновленного Lexus RX из Марселя в Лион, с радостью принял этот челлендж. Ведь это отличная возможность понять, на что способны современные автомобили, и что совсем отказываться от бензиновых двигателей пока не стоит.

Зима в Провансе, конечно, хороша

Зачем нужен гибридный двигатель

В ходе тест-драйва мне удалось прокатиться на нескольких моделях Lexus RX, но больше всего времени я провел за рулем гибридной версии. Зачем она нужна? По сути это что-то среднее между электромобилем и машиной с традиционной силовой установкой: можно спокойно ехать на бензине (и не думать, что через 400 километров нужно искать розетку), но если топливо все же закончится, можно проехать до 100 километров на одном только электродвигателе. Электромотор заряжается на ходу самостоятельно, а не от розетки.

Гибрид уже давно перестал обозначать «Toyota Prius». Теперь это полноценная категория автомобилей.

Как работает гибрид

В традиционном понимании электродвигатель гибрида помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию — так и происходит его зарядка. Но в Lexus RX ДВС и электромотор постоянно взаимодействуют: двигатель крутит колеса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор. Электроника регулирует обороты моторов и генератора, превращая такую систему в бесступенчатую трансмиссию ECVT.

Двигатель крутит колеса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор (на примере Lexus NX)

Гибридная установка у Lexus представляет собой бензиновый двигатель, который объединен с двумя электрическими мотор-генераторами, установленными параллельно. Общая отдача такой силовой установки составляет 313 лошадиных сил. Единственный минус — нельзя принудительно ехать на одной электротяге.

Устройство гибридного автомобиля Lexus RX

Если крутящего момента на передних колесах оказывается недостаточно или они начинают проскальзывать, подключается задняя электротяга. На скорости выше 115 км/ч работает только бензиновая установка, чтобы лишний раз не расходовать заряд аккумулятора.

Характеристики Lexus RX

Помимо измененной внешности вроде нового контура фар и противотуманок в самом низу бампера, есть и более значимые нововведения. Так, в новой модели переработали шасси и стали использовать более жесткий кузов. За счет перенастройки амортизаторов и увеличенной толщины заднего стабилизатора машина рулится еще лучше и уверенно чувствует себя на плохих дорогах. Свою роль здесь играет адаптивная подвеска, которая сама подстраивается под дорожные условия.

Обновленный Lexus RX

Обновили фары и расположение противотуманок

На самом деле работа над автомобилем была проведена колоссальная — от перекалибровки электроусилителя руля до улучшенной шумоизоляции. Забегая вперед, скажу, что в салоне RX действительно очень тихо, причем неважно, мчите вы 110 км/ч по трассе или пробираетесь через лесные дебри.

Системы помощи водителю

Этого здесь тоже предостаточно. Так, система автоматического экстренного торможения способна распознавать велосипедистов и пешеходов, причем не только днем, но и ночью. На российских дорогах это особенно актуально, но и по дороге в Лион, когда было уже темно, и уличное освещение оставляло желать лучшего, я оценил все преимущества этой системы. Плюс есть распознавание дорожных знаков с помощи камеры и возможность подстроить скорость под актуальное ограничение на круиз-контроле.

Более точно стал работать ассистент, который удерживает машину в центре полосы. Даже во время парковки RX тормозит сам, если вдруг вы отвлеклись. А фары BladeScan позволяют менять пучок неослепляющего дальнего света суперплавно, так что вы получаете не только хороший обзор в ночное время, но и не слепите водителей на встречном потоке. Конечно, стоят такие фары как крыло самолета (ладно, чуть дешевле), поэтому, наверное, есть столько систем помощи водителю. Повредить фару никому не хочется.

Так работают фары BladeScan — дорога хорошо освещена, но водителей встречного движения они не слепят

Мультимедийная система Lexus RX

Интерьер автомобиля, конечно, хорош — у японцев определенно есть вкус

Я давно слежу за развитием автомобилей Lexus и был приятно удивлен, что в RX наконец-то «завезли» Apple CarPlay и Android Auto. В дорогих версиях машины ставится экран 12,3 дюйма, в базовой — 8 дюймов, что тоже неплохо. Правда, к управлению с тачпада привыкнуть очень сложно. И сам головной интерфейс выглядит не слишком современным. Если подключать айфон, то все круто, но без CarPlay интерфейс кажется старым. Кстати, Android Auto подключить с первого раза не удалось, но тут, похоже, вопросы не к производителю автомобиля, а к Android в целом, потому что с айфоном все работает как часы.

CarPlay работает как часы

Гораздо больше понравилось пользоваться картами Google, чем встроенной навигацией

Очень понравился проекционный дисплей. Это уже не новинка в автомобилестроении, но он реализован максимально удобно.

Кстати, прострочка в салоне осуществляется специальным швом вручную мастерами такуми — только они допускаются к отделке интерьеров автомобилей Lexus.

Тест-драйв Lexus RX

Прежде, чем описать свои ощущения от вождения автомобиля, расскажу вкратце о предлагаемых силовых агрегатах, поскольку от их выбора зависит многое. На младшей версии RX 300 устанавливается двухлитровая «турбочетверка» на 238 л. с. Этого, откровенно говоря, мало, для столь крупного кроссовера нужен двигатель мощнее. При резком обгоне не хватало той “изюминки”, присущей комплектациям с мощностью силового агрегата выше 300 л. с.

RX 350 — уже совсем другое дело. Здесь 300 лошадей и 370 Нм, мотор 3.5 V6. Он обеспечивает нужную динамику, особенно заметно это было при движении по серпантину неподалеку от деревни по Франции. Здесь важно ехать не только быстро, но и аккуратно — до ущелья менее двух метров. Ускорения занимают меньше времени, и рык из-под капота долетает уже более интересный — сразу понимаешь, что с тобой будут считаться на дороге. Удовольствие это обойдется дороже 4 миллионов рублей.

RX 350 — самая популярная модификация

Кстати, машины специально пригнали из Москвы во Францию

F Sport — специальная модификация RX с характерной спортивной направленностью. О том, что ты находишься именно в F Sport, узнают все: специальные логотипы есть везде — от селектора КПП до рулевого колеса. Передний бампер, решетка радиатора, вставки интерьера — все эксклюзивно для F Sport. Даже сиденья первого ряда сделали специально для этой версии — они более эргономичные и обладают улучшенной боковой поддержкой.

На серпантине F Sport чувствует себя как рыба в воде

Это невероятный автомобиль во всех смыслах. И даже огрехи с мультимедиа можно простить за все остальное.

Автомобиль настроен таким образом, что все системы, работая в симбиозе, обеспечивают максимально комфортное и безопасное вождение даже при заметном потенциале под капотом. Коробка работала слаженно с двигателем, не торопилась с переключениями и будто понимала, что время “рвать” еще не настало. При этом расход в смешанном режиме едва превышал 6 литров на сотню (надо ли говорить, что «тапку в пол» выжимать я не стеснялся).

pic..com/A1EnMm7lBB

— Alex Bogdanov (@djornalist) March 4, 2020

Определенную часть маршрута я проехал по автостраде с адаптивным круиз-контролем (блин, эта штука реально работает!). Но был и внедорожный участок, с которым автомобиль справился превосходно. Несмотря на уменьшенный дорожный просвет спереди за счет рестайлингового бампера, машина ни разу не уткнулась «носом» в препятствие. Здесь, конечно, важно скорость выдерживать.

При всем этом я считаю, что почти 5,5 миллиона рублей — действительно большая сумма даже за такой автомобиль. Так получилось, что именно он оставил наиболее сильное впечатление за всю поездку.

pic..com/ccYoMxy2Bx

— Alex Bogdanov (@djornalist) March 4, 2020

Довелось и поездить в качестве пассажира. Погода во Франции менялась на глазах

Гибрид против электромобиля

Если посмотреть, за сколько в России продают ту же Tesla Model S (тоже около 5 миллионов рублей за хорошую комплектацию), я бы лучше обратил внимание в сторону гибрида вроде RX. Он тоже обеспечивает экономию на топливе, пусть и не полную, но с таким автомобилем водитель гораздо более мобилен. Захотел — поехал из Москвы в Санкт-Петербург на одном баке (Tesla так не сможет). Или заночевал в лесу, сложив задние сидения — пространства в багажнике достаточно.

Однако в России все же пока отдают предпочтение автомобилям с традиционными силовыми агрегатами. V6, 3,5 литра, и чтобы «рычало». Наверное, это пройдет со временем, но только в Москве — в регионах слово «гибрид» иногда воспринимают как оскорбление. И очень зря. В качестве альтернативы есть RX 350, модификация F Sport и много еще каких вариантов. Мало кто берет самые простые комплектации, хотя не стоит их бояться, если бюджет ограничен — уже в базе автомобиль очень хорошо оснащен.

Но гибрид останется в моем сердце. Все же когда за пару дней тестируешь сразу несколько версий одного автомобиля, можешь дать беспристрастную оценку по каждой. Мою вы услышали. А свою можете рассказать в нашем Telegram-чате.

Источник: https://Hi-News.ru/auto/pochemu-ya-kuplyu-avtomobil-s-gibridnym-dvigatelem-na-primere-lexus-rx.html

Гибридный двигатель – схема, принцип работы, характеристика + видео

Почему мы хотим разобрать вместе с вами вопрос, как работает гибридный двигатель? Все дело в том, что в большинстве сфер нашей жизни сегодня наблюдается взаимодействие различных технологий, которые в результате дают более эффективные методы, приборы и механизмы. Не остались в стороне и моторы для нашего любимого транспортного средства. О принципах работы, плюсах и минусах таких агрегатов мы и поговорим на этой странице.

Если уж мы начали о смешении технологий, то следует пояснить, как это касается и затронутой нами темы. Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного. Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя.

Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов. Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы.

А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее. Автомобили с гибридным двигателем умеют сами себя обслуживать, касается это электрической части мотора. Электрический компонент не бездельничает, пока работает топливный, он аккумулирует вырабатываемую энергию, чтобы потом снова пустить ее в дело.

Не исключены ситуации, когда оба элемента двигателя работают одновременно, например, при разгоне, когда от автомобиля требуются большие силовые затраты.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Что значит гибридный двигатель, мы вкратце разобрали. Теперь хотелось бы углубиться немного и рассмотреть его схему. Следует учесть, что их существует целых три. Поэтому начнем с самой простой, которая для нас представляет наименьший интерес – это последовательный гибрид. Электромотор является главным участником в запуске и движении колес транспорта, а вот двигатель внутреннего сгорания (ДВС) всего лишь находится у него на поддержке, раскручивает генератор.

Для сегодняшнего авто такое устройство гибридного двигателя не будет лучшим вариантом, ведь требуются емкие аккумуляторы, малолитражные ДВС, а сама машина будет медленная и неповоротливая. Хотя все же есть некоторые представители среди легкового автопарка, например, Chevrolet Volt. Но из-за главенствующего электро-компонента ему присущи все минусы электромобилей, взять хотя бы зависимость километража на одном заряде батареи, но это постепенно решают применением турбо-ДВС.

А вот привычная нам схема называется параллельной и встречается довольно часто. Электромотор тут является хоть и не ведущим, но незаменимым помощником, страхуя ДВС в случаях потребности в дополнительной мощности. Батареи не являются большими и емкими, отчего их легко зарядить прямо во время движения, и они всегда готовы отозваться по первому требованию.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Информация была бы неполной без указания положительных и отрицательных сторон гибридных моторов. Конечно, плюсов будет больше, но и минусы имеются, как во всем новом и малоизученном со стороны потребителя. Например, почему-то чаще всего встречается гибридный бензиновый двигатель, хотя давно всем известна экономичность и большая мощность «дизелей». Но никакого секрета тут нет, потому что, во-первых, технологию разрабатывали за океаном, т.е. в Америке, а там с соляркой пока что знакомы слабо. Во-вторых, гибридный дизельный двигатель стоил бы еще дороже, хотя цена на такие технологии уже далеко выше средней.

Небольшой скепсис вызывают гибриды из-за электромотора, т.е. его батареи. Это достаточно капризный элемент, требующий постоянной эксплуатации, иначе срок службы гибридного двигателя значительно снизится именно из-за нее. Она плохо переносит перепады температур, может саморазряжаться, в дальнейшем возникают неясности с ее утилизацией. Так же тень на репутацию смешанных моторов накладывает не только их дороговизна, но и большая стоимость комплектующих и ремонта, если он понадобится. Причем самостоятельно его провести невозможно.

Ну, а теперь можно рассказать и о приятном. Про экологичность и экономичность можно говорить смело, это действительно так, хотя бы исходя из двойственной природы агрегата. Наличие батареи позволяет дольше ездить без заправки, сохраняя все технические показатели в актуальном состоянии. Эту батарею не нужно заряжать, заправка авто осуществляется только топливом. Двигатель, благодаря компьютеру, работает всегда в оптимальном режиме, как бы вы ни пытались его «насиловать». Иногда такие машины могут двигаться вовсе без топлива, причем отличаются они еще и тихоходностью, мотор работает чуть слышно.

• Андрей
• Распечатать

Источник: https://carnovato.ru/ustroistvo-avto-dizelniy-benzinoviy-gibridniy-dvigatel/

Гибридный автомобиль Тойота Приус: устройство, принцип работы

Благодаря своей экономичности и надежности гибридные автомобили Тойота вызывают огромный интерес у потребителя. Плавный ход и устойчивость на дороге, оказывается, далеко не все достоинства этого японского автомобиля. Отличные ходовые качества машины удивительно сочетаются с экономичным расходом топлива. Работу гибридного автомобиля Тойота Приус обеспечивают два источника мощности: электромотор и двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Устройство гибридного автомобиля

Давайте попробуем разобраться, каким образом при повышении мощности машина может расходовать бензин на уровне малолитражки. Устройство гибридного автомобиля Тойота Приус состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания (ДВС);
• электромотора;
• планетарного редуктора (делителя мощности);
• генератора;
• инвертора;
• аккумуляторной батареи.

ДВС и электромотор могут работать одновременно, поочередно и дополнять друг друга при необходимости. В гибридном устройстве, крутящий силовой момент на колеса может передаваться от электромотора и ДВС напрямую в различных пропорциях.

Это осуществляется с помощью планетарного редуктора (делителя мощности), который состоит из набора шестерней. Четыре из них присоединены к бензиновому двигателю, а наружная — к электромотору. Еще один сателлит присоединен к генератору, который при необходимости посылает энергию на электромотор или заряжает батарею.

Одним из главных достоинств Приуса можно считать то, что в отличие от электромобилей, для зарядки гибридного автомобиля не требуется подключение к сети питания. Процессор, управляющий всеми действиями машины, подзаряжает при необходимости аккумулятор от ДВС.

Принцип работы гибридного автомобиля

Основная задача инженеров Toyota состояла в том, чтобы создать экономичную машину, которая на трассе не уступала бы мощным «железным коням», но при этом имела бы небольшой расход двигателя. Для этого было использовано сочетание ДВС и электромотора. Чтобы достичь максимальной эффективности, в Тойоте Приус оба источника мощности могут работать отдельно, вместе и параллельно.

Итак, принцип работы гибридного Тойота Приус. Запуск двигателя и разгон автомобиля производится с помощью тягового электромотора. Он вращает внешний сателлит планетарного редуктора и передавая, таким образом, крутящий момент на колеса. Но на аккумуляторе далеко не уедешь. Поэтому, как только автомобиль набрал скорость, в дело включается ДВС.

Совместное использование электромотора и ДВС позволяют добиться максимального КПД (коэффициента полезного действия) всей системы, поскольку. При нажатии на тормоз двигатель внутреннего сгорания отключается и происходит так называемое рекуперативное торможение (вся энергия от сопротивления преобразуется в электрическую), при котором электродвигатель, работая в режиме генератора, заряжает аккумуляторную батарею.

Если автомобилю снова требуется повышенная мощность, например для обгона, вновь включается электромотор, энергии которого вполне хватает для резкого набора скорости. Схемы работы гибридных автомобилей были рассчитаны для увеличения экономичности авто и снижения выброса углекислого газа в атмосферу. При повышении расхода топлива (при нажатии на педаль газа), управляющий компьютер посылает сигнал на делитель мощности и включает электрический источник, что позволяет ДВС работать в режиме без нагрузок.

Toyota обладают уникальной надежностью и гибкостью, поскольку управление движением производится большей частью по проводам, минуя использование сложных узлов и агрегатов. Кстати, в гибриде Тойота Приус генератор выполняет роль стартера, и помогает «раскрутить» ДВС до необходимых 1000 оборотов.

Режим работы двигателя

• Старт. Перемещение при помощи только электрической тяги.
• Движение с постоянной скоростью. В этом случае производится передача крутящего момента на генератор и колеса.
• Генератор, при необходимости, подзаряжает аккумулятор и передает энергию на электромотор. При этом происходит суммирование крутящих моментов обоих тяговых установок.
• Форсированный режим. Электромотор, получая дополнительное питание от генератора, усиливает мощность бензинового двигателя.
• Торможение. Гибрид тормозит большей частью при помощи электродвигателя. Однако при сильном нажатии на педаль, задействуются гидравлические узлы, и торможение происходит обычным способом.

Двигатель (ДВС)

Тип двигателя Тойота гибрид — Hybrid Synergy Drive (гибридный синергетический привод), позволяющий сочетать два источника мощности: ДВС и электромотор. Давайте выясним, какие топливные двигатели устанавливаются на Приус.

В середине 50 годов прошлого столетия инженер Ральф Миллер предложил усовершенствовать идею Джеймса Аткинсона. Суть идеи выражалась в повышении эффективности ДВС путем сокращенного хода сжатия. Именно этот принцип, который теперь часто именуют циклом Миллера/Аткинсона, используется в гибридных двигателях компании Тойота.

Итак, Тойота Приус гибрид, как работает двигатель этого автомобиля. В отличие от других моделей ДВС, процесс сжатия в цилиндре начинается не в момент начала движения поршня вверх, а несколько позже. Поэтому перед закрытием впускных клапанов часть смеси из топлива и воздуха выходит обратно во впускной коллектор, что позволяет увеличить время, в которое используется энергия давления расширяющих газов. Все это обуславливает значительное повышение КПД двигателя, увеличение экономичности агрегата, а также повышает крутящий момент.

Характеристики двигателя:

• Объем — 1794 куб см.
• Мощность (лс/Квт/об мин) — 97 / 73 / 5200.
• Крутящий момент (Нм/об мин) — 142/4000.
• Подача топлива — инжектор.
• Топливо — бензин АИ 95, АИ — 92.

Расход Тойота Приус гибрид на 100 км в городском цикле составляет 3,9 л, по трассе — 3,7 литров.

Электромотор автомобиля Тойота

Конструкция гибридного синергетического привода предусматривает использование тягового электродвигателя. Мощность электромотора Тойота Приус- 56 кВт, 162 Нм. Этот агрегат обеспечивает движение автомобиля со старта и до набора постоянной скорости, включается, когда машина идет на обгон и участвует в торможении. Вся система Тойоты Приус продумана до мельчайших деталей. Зарядка гибридного автомобиля осуществляется в процессе движения, от ДВС через управляющий генератор.

Аккумуляторная батарея

Гибрид оснащен двумя аккумуляторами (основным высоковольтным и вспомогательным), оба находятся в багажнике автомобиля. Основное устройство аккумуляторной батареи автомобиля изготовлено из никель-металл-гидридного сплава и имеет емкость 6,5 А/ч, напряжение 201, 6 В. Этот агрегат имеет собственную систему охлаждения. Внутри высоковольтной батареи находится контроллер, управляющий процессом зарядки каждой ячейки (блока) всего 168 ячеек.

https://www.youtube.com/watch?v=k1nG8PkP28E

Расход и восстановление энергии аккумулятора контролирует управляющий процессор автомобиля. Аккумуляторная батарея Тойоты Приус не требует подзарядки от электрической сети, этот процесс осуществляется во время движения и торможения (большей частью) транспортного средства.
Вспомогательный аккумулятор: 12 В (35 А/ч, 45 А/ч, 51 А/ч).

Автомобили с гибридным двигателем, плюсы и минусы, принцип работы

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями

Audi Q5 Hybrid

BMW Active Tourer

Chevrolet Volt

Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)

Hyundai Sonata Hybrid

Honda CR-Z (Insight Hybrid)

Jaguar Land Rover

Mitsubishi Outlander PHEV

Nissan Altima Hybrid

Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid

По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

• ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
• нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
• не нужно сцепление и коробка передач;
• автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

1. потери энергии в процессе преобразований;
2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения.

Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/dvs/gibridnyj-dvigatel.html

Как работает гибридный двигатель?

Приветствую вас, многоуважаемые читатели моего блога и подписчики! В сегодняшней статье я решил рассказать вам, как работает гибридный двигатель. Далеко не секрет, насколько развились технологии и эту пятилетнюю новинку надо раскрыть до конца, ну, ладно, поехали!

Современные автомобили используют сегодня специальный агрегат, позволяющий им уверенно и быстро двигаться вперед – это сердце автомобиля, носящие название двигатель. Абсолютно все водители и люди, далекие от управления любыми видами автотранспорта, знают, что современные моторы используют в качестве основного топлива продукты переработки нефти.

Именно поэтому к двигателям предъявляются не просто высокие требования, они с каждым годом становятся все строже и строже, заставляя производителей и инженеров, в буквальном смысле, творить чудеса.

Не удивительно, что двигатели постепенно совершенствуются – сегодня появились модели, не требующие углеводородов вообще, или работающие на сниженном их количестве.

Гибридная машина от компании «Toyota»

Решению эковопроса способствует установка мотора, использующего электричество или новое изобретение – гибридный двигатель. Последний набирает популярность и становится основным для многих производителей. По сути, это не что иное, как гибрид между привычным, работающим на нефти, и электродвигателем.

Гибридный вариант оказался, по своей технической составляющей, намного лучше и производительней, чем электровариант, так как к последнему имеется ряд нареканий, в том числе недостаточное количество мест для дозаправки мощностей. Кроме того, что, естественно, очень важно для водителей – это дальность поездки, которую можно совершить на одном полном заряде двигателя.

Электрический и здесь проигрывает по показателям.

Максимальное расстояние, которое сегодня может позволить себе обладатель такого двигателя, составляет не многим более 150 км. Конечно же, у подобного «сердца» машины имеются и весомые плюсы, так к ним относится высокая производительность, отсутствие каких-либо вредных для экологии выбросов, большой, по сравнению с другими вариантами, крутящий момент.

Гибридный двигатель удачно совместил в себе все достоинства и не перенял недостатков обоих видов моторов, что дает пользователю шанс получить так необходимую экономичность, высокую экологичность и, естественно, одновременно с выше обозначенным, неплохие динамические показатели во время езды.

Работа гибридного двигателя?

Способ работы, он же, и секрет успеха, состоит в том, что каждая из составных частей системы, выполняет действия взаимовыгодные для каждой из них. Двигатель типа ВС выполняет работу по запуску генератора и позволяет получать энергию электрическому мотору, который обеспечивает стабильный режим и отсутствие перегрузок в процессе работы.

Дополнительно гибридные двигатели могут быть оснащены спецсистемой, позволяющей экономить энергию. Необычная для большинства установленных моторов, система гибрида позволяет ему подзаряжаться даже во время торможения, что очень полезно с точки зрения километража пробега на одной только «заправке».

Теперь водитель сможет получать от движения по городу ощутимую для себя пользу.

Гибридные двигатели различаются между собой и предстают перед покупателями, как умеренные, полные или plug-in варианты.

В «умеренных» гибридного типа моторах, постоянно работает мотор ВС, а электромотор включается исключительно для подачи дополнительной энергии в нужный для этого момент. Автомобиль с гибридом полного типа, имеет возможность совершать движение, используя исключительно электротягу, совсем не тратя топливо. Вариант Plug-in, также может двигаться исключительно на электричестве, но, что весьма удобно, имеет возможность заряжаться от обычной розетки, что дает возможность раскрыть все преимущества этого варианта моторов, исключив тем самым проявления недостатков электродвигателей.

Схемы взаимодействия ДВС и электрического мотора

Выбирая вариант использования гибрида в качестве двигателя для своего авто, важно не забывать о том, что у компаний имеется неординарная точка зрения на инженерную составляющую создания этого типа моторов.

Автомашины, в большей степени, оборудуются во славу современным технологиям, гибридными двигателями, являющимися одним целым механизмом, соединяющим в себе работу электрической и топливной схем.

Различают несколько типов — схем, таких как, параллельную, последовательную, а также третий вид, собравший в себе все признаки из предыдущих последовательно-параллельный тип. Каждая из них схема имеет свои особенности работы, а также плюсы и недостатки, на которые следует обратить внимание перед приобретением.

Схема последовательная — является самой простой и легкой, крутящий момент от двигателя на топливе передается генератору, вырабатывающему чистое электричество и эффективно, безопасно заряжает, благодаря этому, установленные в системе аккумуляторы. Автомобиль современного типа, в большинстве случаев, при выше озвученной схеме, движется непосредственно на электротяге. Кроме всего прочего, для зарядки используется специальная система, перерабатывающая энергию движения, которую обычно называют кинетической.

К достоинствам такой схемы можно отнести следующее:

• максимально возможное в этом типе механизма КПД;
• обороты стабильные и неизменные;
• экономия топлива;
• можно не устанавливать КП и сцепление;
• движение, как с включенным, так и с выключенным двигателем ВС.

Минусы подобной системы также имеются:

• собственно, энергия утрачивает некоторое свое количество в процессе преобразования;
• аккумулятор стоит не дешево, его вес большой;

Вместе с тем, последовательная схема является наиболее оптимальной для городского движения и «пробок».

Параллельная схема – ее принцип работы отличается от последовательной кардинально. Задействуют, и двигатель на обычном топливе, и электрический помощник, причем, он должен уметь выполнять роль еще и генератора. Такой электродвигатель называется обратимым. Их совместная работа производится под руководством компьютерной системы.

Блок управления учитывает энергию, вырабатываемую в каждом из типов езды, что позволяет экономить ресурсы.

Плюсы системы:

• нет особой нужды в аккумуляторной батареи повышенной или большой емкости;
• потери имеющейся энергии практически незаметные.

Минусы схемы, которые выявлены в процессе эксплуатации:

• совсем не велика, по сравнению с другими гибридами, топливная экономичность;
• низкая, в сравнении с предыдущим вариантом, эффективность в городе.

Таким образом, этот двигатель идеален для водителей, часто использующих трассы не городского типа.

Последовательно-параллельная схема, как понятно из названия, является совмещением двух первых технологий, то есть, по сути – это гибрид. В ее технологию разработчики добавили дополнительный генератор, а также делитель мощности.

При повышенных нагрузках, когда один только генератор не может в полной мере обеспечить требуемое количество тока, электромотор получает дополнительное питание непосредственно от аккумулятора, то есть задействует параллельная схема работы.

Положительной стороной использования гибрида на подобной совмещенной схеме является тот факт, что основная работа выполняется генератором, а ресурсы аккумулятора задействуют незначительно, например, в момент торможения.

Делитель мощности или по-другому, планерный механизм, крутящий момент в некотором количестве поступает, и на колеса, и на генератор, а также позволяет подпитывать батарею. Электронный блок, в свою очередь, беспрерывно регулирует подачу мощности, как из одного, так и из другого источника.

Также, плюсом считается бесспорная экономичность, которая в этой схеме — самая высокая. Естественно, что экологические показатели также значительно выше, чем у двух предыдущих топов.

Минусы системы, к сожалению, также присутствуют:

• сложная конструкция;
• емкая аккумуляторная батарея;
• сложный, в техническом плане, электронный блок управления.

Таким образом, каждый из представленных гибридных двигателей имеет свои положительные качества, которые позволяют выбрать самый оптимальный, для условий проживания, вариант.

На этом я позволю себе закончить сегодняшнюю статью о том, как работает гибридный двигатель, думаю, что все было понятно и ясно, желаю вам удачи на дорогах! До новых встреч

Поддержи канал лайком и подпиской если тебе не трудно

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5cecdd72740ccd00b3326f2c/5d146e37ff8b5a00b16e4f3a

Гибридная силовая установка — принцип работы

Гибридная силовая установка Lexus RX400h

В гибридной силовой установке сочетается работа современного ДВС и электромотора. Всем комплексом управляет электронная система, в том числе расходом топлива (в зависимости от выбранного способа вождения).

Начало движения

Движение начинает электромотор, который также работает при небольших скоростях. С увеличением скорости энергия направляется батарей на блок управления электропитанием, который  ее распределяет на электромоторы. Электромоторы позволяют гибридам трогаться с места очень плавно. Весь принцип работы гибридной силовой установки демонстрирует гибридный автомобиль Lexus RХ400h.

При движении машины в нормальном режиме энергия распределяется между колесами и генератором, генератором, который в движение приводит электромоторы.  Контролирует энергию, в целях ее максимальной экономии, электронная система. Генератор, в случае необходимости, отдает излишек энергии батареи, заряжая ее.

При разгоне гибрида, работает ДВС, а для того, чтобы улучшить динамику, существует электродвигатель. При торможении происходит преобразование энергий — кинетической в электрическую. Ее  направляют электромоторы на блок управления электропитанием, который, в свою очередь,  возвращает ее на высоковольтную батарею. При этом, в обычном режиме работает двигатель бензиновый.

Задача гибридных силовых установок:

• Обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики и быстрый набор скорости за счет мгновенной подачи энергии.
• Сохранить при торможении часть энергии, частично преобразовав ее в электрическую, а частично – в тепловую (в отличие от автомобилей обычных, где она 100% превращается в тепловую).
• Обеспечить гибрид современной системой управления расходуемой энергией.

• Снизить размеры и массу компонентов.

«То есть, гибридные силовые установки в автомобилях должны объединить желание защитить окружающую среду с высокой безопасностью вождения и максимально получаемым от этого удовольствием».

Это высказывание главного инженера Lexus RХ400h, который так же сообщил, что новая гибридная система, созданная компанией, отлично  подходит для автомобилей большого и среднего размера.

Гибридная трансмиссия

Ее целью в гибридной силовой установке является перераспределение потока мощности туда, где она нужна больше. Но, помимо обеспечения максимально экономного расходования мощности, она также управляет совместной работой двух двигателей, откликаясь на потребность водителя в большей мощности мгновенно.

Два источника энергии – электрический и бензиновый, которые  RX400h (как и любой другой автомобиль) приводят в движение, являются прекрасным дополнением друг друга. Моментально  обеспечивая дополнительную мощность, электрические моторы не расходуют топливо, сохраняя при этом чистоту атмосферы. Каждый из источников работает в системе в оптимальном режиме, обеспечивая топливную экономичность автомобилю и прекрасные качества ходовые.

Восстановление энергии в гибридной силовой установке

Энергию, безвозвратно теряемую в обычных условиях, гибридные технологии силовой установке позволяют частично использовать, т.е. это и является одним из источников экономии.

В частности гибридные технологии Lexus обеспечивают высокую производительность благодаря  высокопроизводительному основному источнику энергии, в качестве которого используется современный двигатель внутреннего сгорания V6 и электромотору с большим крутящим моментом, обеспечивающему дополнительную мощность. При этом не возникает никаких вибраций, снижается уровень шума, расход бензина и количество СО2, выбрасываемых в атмосферу.

Водитель только чувствует, как мгновенно двигатель реагирует на команды. Сложная и компактная одновременно  гибридная силовая установка, к которой относится высоковольтный мотор электрический, обеспечивает плавный разгон и максимальный комфорт во время движения.

При торможении автомобиля также используется генератор, что при поездках по городу особенно эффективно. В гибридной силовой установке практически отсутствует трения благодаря тому, что нет коробки передач, что  и позволяет сохранить энергию кинетическую, преобразовав ее в электрическую.

Инвертор в гибридной силовой установке

Постоянный ток преобразуется в переменный, который и питает электромотор, благодаря инвертору. В Lexus RХ400h используется высоковольтная схема, повышающая напряжение, за счет чему при том же значении тока растет электрическая мощность, повышается производительность и кутящий момент привода двигателя электрического.

VDIM, или система интегрированного управления динамикой машины

Повышение качества управления обеспечивает еще и модифицированная подвеска, электронная система управления, современная система контроля устойчивости и собственно VDIM, разработана которая, была с целью объединения систем, которые до этого имели тенденцию отдельного развития, даже, если установлены они были в одном авто: ABS — антиблокировочная система тормозов, TRC – система антипробуксовочная, VCS – система устойчивости курсовой, ЕРS – электроусилитель руля. Это и характеристики гибрида улучшило, и безопасность,  как и позволило сделать более предсказуемым и мягким поведение авто.

  VDIM не только все их объединяет, получая с многочисленных датчиков информацию о текущем состоянии транспортного средства, но и  управляет системой полного привода и гибридной силовой установкой. А оптимизация работы систем, благодаря VDIM, положительно отражается на характеристиках динамических. Эта силовая установка намного эффективнее и менее «навязчива» в сравнении с обычными системами контроля устойчивости.

Система управления динамикой при помощи высокоскоростной технологии управления трансмиссией, тормозами и двигателем, полностью контролирует  гибридную силовую установку, систему торможения и полный привод на все колеса, управляя одновременно обоими двигателями в соответствии с конкретными условиями движения. 

Запуск системы

Включается система подачи энергии, получив подтверждение от электронного ключа, означающее, что водитель находится внутри авто. Как только включается зажигание, осуществляется проверка системой исправности всех датчиков, мотора бензинового и электрического, батареи и генератора. Затем включаются различные компоненты системы высоковольтной – авто готово к работе.

Отключение системы

До того, как салон покинет водитель, отключивший зажигание,  все  компоненты силовой утсановки отключаются – последним отключается компьютер, удостоверившись, что  отключение компонентов завершено.

Контроль торможения в гибридной силовой установке

Система регенеративного торможения, которой управляет электроника, для оптимизации количества сохраняемой энергии, самостоятельно принимает решение о том,  когда необходимо использовать тормоза гидравлические, а в каких случаях производить регенеративное торможение, которое  она (система) по возможности применяет чаще.

Управление мощностью

Контроль за потребляемой энергией силовая установка осуществляет по всему автомобилю, определяя, отталкиваясь от текущего состояния гибрида, какой из двух моторов нужно включить в работу. То есть, исходит она из того,  требуется ли ускорение, а также на подаваемых компьютером сигналах от батареи.

Если заряда батареи  достаточно, а температура не слишком низкая, то при первом запуске авто работает от электромотора, для чего вначале запускается от генератора мотор (сразу производится расчет энергии, которая нужна для всего авто). Далее производится расчет  условий движения исходя из обеспечения максимальной эффективности, требующейся для выработки  необходимой энергии.

После этого, сигнал направляется к двигателю, чтобы получить требуемое количество оборотов, дальнейший контроль за которыми производит генератор.

Источник: https://motocarrello.ru/gibridnye-jelektromobili/1198-gibridnaja-silovaja-ustanovka.html