Як працює гібридний автомобіль?

Тренд на використання екологічного транспорту дійшов до України. Але оскільки наші автолюбителі не готові різко замінити своїх потужних «сталевих коней» із двигунами внутрішнього згоряння інноваційними електрокарами, все більшою популярністю в Україні стали користуватися гібридні автомобілі. Що таке гібрид, у чому його плюси та мінуси, а також як працює гібридний автомобіль, ми якраз і розглянемо у цій статті.

Що таке гібрид?

Гібридні авто були відомі ще позаминулому столітті. З тих пір технології стрімко розвивалися, і зараз автомобільний гібрид це вже не вигадка фантастів, а цілком реальний засіб пересування, який за своїми характеристиками не поступається класичним машинам на двигуні внутрішнього згоряння.

Автомобіль, в якому є гібридний двигун, рухається з використанням не одного, а кількох джерел енергії. Крім двигуна внутрішнього згоряння в машині встановлюється електромотор. Така комбінація дозволяє зменшити навантаження на механізм та зробити його більш ефективним.

Гібридні авто складаються з таких основних деталей:

• двигун внутрішнього згоряння;
• бензобак;
• електромотор;
• генератор;
• акумуляторна батарея;
• силовий контролер;
• інвертор;
• коробка передач;
• зарядка.

Автомобіль гібрид - це чудовий засіб пересування для автолюбителів, які дбають про навколишнє середовище, але не мають у своєму регіоні достатньої кількості зарядних станцій для електромобілів.

Раніше при покупці машини люди думали тільки про те, авто з якою коробкою передач вибрати, але з розвитком сучасних технологій тепер уже замислюються, на якому двигуні воно має працювати. І якщо є сумніви в тому, що кращий електрокар чи машина на ДВЗ, то вибір зазвичай зупиняється на гібриді.

Особливості конструкції

Знаючи, що таке гібридний автомобіль та які його конструктивні особливості, автомобілісту буде набагато простіше зрозуміти його принцип дії. Перерахуємо основні особливості гібриду:

• ДВЗ гібрида має меншу вагу та низьку потужність, тому авто зазнає меншого навантаження, економно витрачає паливо та викидає менше вихлопів в атмосферу;
• електродвигун встановлюється усередині силового агрегату чи окремо. Електродвигун додатково виробляє електроенергію, що накопичується в акумуляторній батареї. Це дозволяє ощадливо витрачати заряд;
• коробка передач гібрида абсолютно нічим не відрізняються від коробки передач транспорту, який рухається за допомогою ДВЗ. Бувають гібридні авто на механіці та на автоматі. Особливим видом є машини з коробками передач, які безпосередньо підключені до електромотора;
• паливний бак потрібний для правильної роботи двигуна внутрішнього згоряння. Він розташований у задній частині авто;
• акумулятор для гібрида є своєрідним «паливним баком», тобто в ньому є джерело енергії для електромотора. Використовується 2 типи акумуляторних батарей: високовольтна живить електродвигун, а звичайна потрібна для живлення бортової електроніки авто;
• завдання інвертора перетворювати постійний струм на змінний. Це потрібно для коректної роботи електродвигуна;
• генератор у гібридному авто є насправді тим же електромотором, але електричну енергію він виробляє в процесі руху авто без її використання.

Судячи з перерахованих особливостей, гібриди мають більш складну конструкцію, ніж машини на ДВЗ. Тому щоб знати, як перевірити автомобіль перед орендою або його покупкою, необхідно мати загальне уявлення не лише про його будову, а й принцип роботи.

Принцип дії

Принцип дії гібрида умовно поділяється на 4 стадії:

1. Починається рухатись на низькій швидкості. В цей час машина працює виключно електрикою. На цьому етапі АКБ подає заряд на блок живлення, а потім на електродвигун.
2. Їзда. До процесу підключається вже й ДВЗ, енергія розподіляється двигуном поступово так, щоб забезпечити коректну роботу авто. Енергія, що залишилася, забирається генератором і повертається на акумулятор.
3. Машина розганяється. Для цієї дії використовується в більшості випадків ДВЗ, а електродвигуном лише підтримується динаміка роботи всієї системи. Енергетичні надлишки у разі також розподіляються генератором.
4. Зупинка. При гальмуванні ДВЗ працює у звичайному режимі, а енергетичний надлишок передається в БУЕ, а потім на акумуляторну батарею.

Принцип дії гібридного автомобіля має певні відмінності в залежності від того, який із трьох видів силових агрегатів у ньому встановлено:

1. Мікрогібридний. У цій моделі електропривод задіюється лише на початку руху та під час гальмування. У ній встановлюється малопотужний акумулятор, тому рухатися лише за рахунок електродвигуна машині не зможе.
2. Середньогібридний. Крім старту та зупинки в такому авто силовий агрегат задіяний і в процесі тяги. Акумулятор потужніший, але і він не зможе забезпечити рух тільки за рахунок електродвигуна.
3. Повногібридний. У такому авто встановлений потужний електромотор, який зможе приводити його в рух без допомоги ДВЗ в аварійних ситуаціях (наприклад, коли закінчилося паливо). У штатному режимі машина працює як із середньогібридним силовим агрегатом.

Переваги та недоліки гібридів

Перш ніж купити чи орендувати гібридне авто, необхідно знати всі позитивні та негативні сторони цієї технології. Для початку розглянемо переваги, якими має машина гібрид:

• економічність. Вона витрачає на чверть менше палива, ніж машини, що працюють виключно на паливі;
• екологічність. Оскільки машина на 25% використовує менше бензину, то й вихлопів у повітря вона викидає значно менше;
• беззвучність. В авто встановлюється малопотужний двигун, який працює практично беззвучно;
• збільшена дальність поїздок на одній підзарядці. Ця перевага стосується повногібридних силових агрегатів, які здатні забезпечити рух авто навіть із порожнім бензобаком;
• збереження енергії. За рахунок принципу рекуперації, який спрацьовує під час зупинки, вдається знизити витрати енергії та збільшити відстань, яка здатна проїхати транспорт.

Незважаючи на вагомі переваги, є у гібрида і негативні сторони, про які потрібно знати перед тим, як взяти їх в оренду або купити:

• висока ціна. Такі моделі наполовину дорожчі за звичайні транспортні засоби на ДВЗ;
• складний ремонт. Вартість ремонту та деталей вища, а майстрів, які можуть зробити його якісно, менше;
• недовговічність акумуляторів. У процесі експлуатації у літій-іонних акумуляторах знижується максимальний рівень заряду.

Безшумність є не лише гідністю, а й нестачею гібридів, оскільки саме через цю особливість такі машини на 20% частіше потрапляють у ДТП за участю пішоходів. Щоб нівелювати цей мінус, можна купувати машину із спеціальним звуковим сигналом.

Гібрид – це результат поєднання двох різних технологій. Завдяки гармонійній спільній роботі двигуна внутрішнього згоряння та електродвигуна такий транспорт працює більш ефективно та економно.

Висновки

Гібрид – це автомобіль, який рухається за рахунок використання двигуна внутрішнього згоряння та електродвигуна. На відміну від звичайного транспортного засобу, у гібрида крім двигуна внутрішнього згоряння є ще електромотор. Ступінь його залучення у роботу залежить від потужності силового агрегату.

Мікрогібриди використовують електропривод лише для старту та зупинки, основний процес руху забезпечує ДВЗ. Автомобіль із середньогібридним силовим агрегатом задіює електромотор ще й під час тяги. Повнопривідний гібрид може їздити як на паливі, так і без допомоги ДВЗ.

Недоліком гібридів є висока вартість самого автомобіля, а також досить складний та дорогий ремонт. Крім цього у акумуляторів з часом знижується обсяг заряду. Через занадто тиху роботу двигуна кількість ДТП за участю пішоходів у гібридних машин на 20% вища, ніж у транспортних засобів на ДВЗ.