Первый гибридный автомобиль в мире Lohner-Porsche “Semper Vivus”
Люди в последние годы, наконец, задумались об экологии планеты. Эту тенденцию поддержали автопроизводители, создающие транспортные средства, работающие на экологичном топливе. Поскольку электромобили пока остаются транспортом будущего, то на первое место выходят гибриды с гибридным приводом, популярность которых растет.
Есть мнение, что между обычным ДВС и гибридом с гибридным приводом не такая уж большая разница в технических характеристиках (причем она не в пользу гибридов). Так ли это?
Что собой представляют гибриды с гибридным приводом
Что такое автомобиль с гибридным приводом? Это автомобили, которые в движение приводятся системой «электромотор – ДВС» на основе применения обычного топлива и электрического заряда аккумуляторной батареи. Управляет системой двигателей бортовой компьютер, отключающий ДВС (в тянучках и на остановках), но не прекращающий движения авто на электротяге, включающий режим рекуперации, т.е. использования электрического двигателя в качестве генератора, пополняющего зарядом аккумулятор, и пр. Помимо этого, в машинах с гибридным приводом используют и другие инновационные разработки: системы изменения фаз газораспределения и стоп-стар, подогрева отработанными газами, усилитель руля и климатические установки.
В построении гибридных силовых установок применяют три принципа – последовательный (series), при котором вращение колес осуществляется тяговыми электромоторами (ДВС соединен только с генератором, питающим электромотор и заряжающим батарею); параллельный (parallel), при котором два двигателя могут работать совместно или самостоятельно, что достигается путем их соединения с коробкой передач при помощи управляемых автоматически муфт; смешанный, где двигатели соединены при помощи планетарного редуктора и мощность каждого из них одновременно может передаваться на ведущие колеса. В отличие от схемы параллельной, в эту добавлен генератор. Самой из них распространенной является схема параллельная.
Последовательная схема гибридного привода
Параллельная гибридная схема
Последовательно-параллельная гибридная схема
Кроме этого, в зависимости от роли электромотора в силовой установке, гибриды с гибридным приводом делятся на умеренные (mild) – использующие параллельную схему, при которой эл. двигатель небольшой мощности всегда служит в помощь бензиновому мотору при ускорениях (например, хэтчбек Honda Insight). Расположен в большинстве моделей электрический мотор между коробкой передач и ДВС (выполняет также функции генератора и стартера), и полные (full) – использующие смешанную схему (Lexus RX 400h) и способные некоторое расстояние проезжать на электротяге. Но, подвидов гибридных авто становится больше с каждым годом.
Из известных моделей к машинам с гибридным приводом с параллельной схемой относятся: Honda Insight Hybrid и Civic (с системой IMA), Volkswagen Touareg Hybrid, Hyundai Elantra Hybrid, BMW Active Hybrid 7. К автомобилям со смешанной схемой принадлежат: Lexus RX 450h, Toyota Prius с силовой установкой HSD, Ford Escape Hybrid.
Преимущества авто с гибридным приводом
Работа обычного двигателя сильно зависит от интенсивности нажатия на педаль газа, т.е. от дозировки поступающего топлива. Если быть совсем точным, то от этого зависит крутящий момент и мощность мотора, у которого постоянно меняются обороты, следовательно, и КПД.
Все совсем по-иному в гибридном двигателе, который в движение приводится с помощью электромотора, питаемого от аккумуляторной батареи. Хотя и здесь, КПД зависит от развиваемых оборотов, но не столь сильно: его колебания составляют максимум 15%. Бензиновый мотор в них работает только тогда, когда требуется подзарядить батарею, питающую двигатель электрический, передающий на колесо через трансмиссию мощность. Сразу после зарядки батареи, топливный мотор отключается.
Городские поездки
Поездки по городу на автомобиле с гибридным приводом, это постоянные остановки на светофорах, разгоны и новые торможения. Для обычного двигателя – это сложнейший процесс, во время которого помимо того, что тратится много топлива, а энергия превращается в тепло, стираются еще тормозные колодки.
А вот автомобили с гибридным приводом здесь чувствуют себя на высоте. При остановках инициатива от бензинового двигателя переходит к электромотору, следовательно, уровень выбросов углекислого газа практически равняется нулю.
При торможении плавно сбрасывается скорость, что является сигналом электродвигателю, включающемуся в работу, чтобы затем разогнать автомобиль с гибридным приводом. В этом случае, он мотор электрический работает как генератор, подзаряжающий батарею. При резком торможении, правда, обратиться придется к добрым старым тормозам.
К плюсам гибридов с гибридным приводом добавить можно ровную тягу и момент крутящий, которые являются предпосылками для быстрого и плавного разгона, без характерных для ДВС провалов. При разгоне с места равных по мощности автомобилей с гибридным приводом и с двигателем ДСВ, последний останется в проигрыше.
Недостатки машины с гибридным приводом
Поскольку идеального ничего не бывает, то есть у «бочки меда» гибридов с приводом и «ложка дегтя». Прежде всего, это высокая стоимость аккумуляторной батареи, которая (на это очень надеются многие) скоро может снизиться, поскольку усовершенствование гибридных установок продолжается. Возможно, совсем скоро, эта проблема перестанет таковой быть. Второй недостаток – дорогой ремонт, что объясняется сложной конструкцией мотора. Наконец, сами батареи, которые не выдерживают больших перепадов температур и имеют ограниченный срок службы.
Есть ли у гибридов с приводом будущее?
Безусловно, оно есть! Даже при тех характеристиках, которыми удивляют последние модели. Но, понимая, насколько высока конкуренция на этом рынке, монстры автопрома не останавливаются на достигнутых результатах, продолжая усовершенствовать свои автомобили с гибридным приводом. В перспективе инженеры планируют внедрить в гибриды с приводом турбинные силовые установки, которые повысят КПД.
В подтверждение сказанного – гибридная революция, которая докатилась и до нашей страны. Теперь и на наших дорогах можно встретить автомобили с гибридным приводом, пусть пока их не так много, но они есть. В чем причина их востребованости? Во-первых, в экономии топлива. Ведь из уст автопроизводителей и политиков все чаще звучит мнение, что транспортные проблемы не могут на 98% зависеть от нефти, поэтому наиболее перспективными на сегодняшний день являются автомобили-гибриды, которые (и это, во-вторых!) позволяют улучшить экологическую ситуацию в мире. Расход топлива у них, как правило, меньше, чем в машинах, работающих по традиционной схеме, на 25%, что в условиях растущих цен на бензин, очень важно. А к этому добавим отсутствие шума в салоне.
Если кто-то желает возразить, вспомнив электромобили, которые также решают экологическую проблему, то они правы. Но, недостатком последних является необходимость зарядки батареи – процесс достаточно длительный, а для нашей страны пока нереальный из-за отсутствия станций зарядки, но он не касается авто гибридных, у которых заправка проходит по традиционной схеме.
В автомобилях с гибридным приводом сохранены все полезные параметры обычных машин: способность быстро разгоняться, мощность, скорость и др. При этом, уравновешены все показатели технические. Эти машины с приводом понапрасну не теряют кинетическую энергию, выделяемую при торможении, а используют ее для заряда аккумулятора. Помимо снижения выбросов СО2, устанавливаемые в гибридах батареи (значительно меньшие по емкости, чем в электромобилях), снижают проблему их утилизации.
Ну, и конечно, важным преимуществом гибридов с гибридным приводом является отсутствие необходимости частого посещения заправочных станций, что сильно экономит время автовладельцев.
Создать свою собственную гибридную систему смогли далеко не все крупные производители автомобилей с гибридным приводом. Отказалась от этого компания Porsche и Mitsubishi, сконцентрировавшие свои усилия на производстве электромобилей. Наиболее удачной в этом плане оказалась компании Toyota. Также они появились в модельном ряду Lexus.
По данным аналитической компании Yano Research Institute, рынок гибридных авто вырос в течение десяти лет с 0,32 млн. единиц до 5,37 млн.
Если в европейских странах правительство, стимулируя к покупке гибридов с приводом, вводит определенные налоговые льготы, то для наших сограждан желаемый автомобиль, пока является очень уж дорогим. Самым дешевым является гибрид Toyota Prius, стоимость которого составляет 1200000 рублей.
Покупатели, с недоверием относившиеся к машинам с гибридным приводом в первые годы их появления на рынке, теперь (после их испытаний в различных климатических условиях) понимают, насколько технологии эти надежны.
