Гибрид хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг, хэмнэлттэй моторын давуу болон сул талууд
Агуулга
Гибрид тээврийн хэрэгсэл бий болсон нь нүүрсустөрөгчийн түлш дээр ажилладаг дотоод шаталтат хөдөлгүүрээс (ICE) илүү цэвэр цахилгаан станц руу шилжихэд автомашин үйлдвэрлэгчдийн албадан арга хэмжээ болжээ. Технологи нь бие даасан тээврийг хөгжүүлэх онолын хувьд боломжтой чиглэлүүдийн томоохон жагсаалтаас бүрэн хэмжээний цахилгаан машин, түлшний эсийн машин болон бусад зүйлийг бүтээхийг хараахан зөвшөөрөөгүй бөгөөд хэрэгцээ аль хэдийн төлөвшсөн.
Засгийн газрууд байгаль орчны шаардлагын дагуу автомашины үйлдвэрлэлийг хатуу чангалж эхэлсэн бөгөөд хэрэглэгчид газрын тос боловсруулах бүтээгдэхүүний аль нэг дээр зуу гаруй жилийн турш танигдсан моторын өөр нэг бичил харуурын сайжруулалт биш харин чанарын хувьд урагшлахыг хүсч байв.
Аль машиныг "эрлийз" гэж нэрлэдэг вэ?
Завсрын шатны эрчим хүчний нэгж нь дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн аль хэдийн батлагдсан загвар ба нэг буюу хэд хэдэн цахилгаан моторын хослол болж эхэлсэн.
Таталтын хэсгийн цахилгаан хэсэг нь хийн хөдөлгүүр эсвэл дизель хөдөлгүүрт механикаар холбогдсон генераторууд, батерейнууд болон тээврийн хэрэгслийн тоормослох үед ялгарах энергийг хөтөч рүү буцаадаг сэргээх системээр тэжээгддэг.
Энэ санааг практикт хэрэгжүүлэх олон тооны схемүүдийг эрлийз гэж нэрлэдэг.
Заримдаа үйлдвэрлэгчид цахилгаан хөтөч нь зөвхөн үндсэн моторыг асаах горимд асаахад ашигладаг эрлийз системийг дуудаж хэрэглэгчдийг төөрөгдүүлдэг.
Цахилгаан мотор, дугуй хоёрын хооронд ямар ч холбоо байхгүй, цахилгаан зүтгүүрээр жолоодох боломж байхгүй тул ийм машиныг эрлийз машинд хамааруулах нь буруу юм.
Гибрид хөдөлгүүрийн ажиллах зарчим
Төрөл бүрийн загвартай ийм машинууд нь нийтлэг шинж чанартай байдаг. Гэхдээ техникийн үүднээс авч үзвэл ялгаа нь маш том бөгөөд үнэн хэрэгтээ тэдгээр нь өөр өөрийн давуу болон сул талуудтай өөр өөр машинууд юм.
Төхөөрөмж
Гибрид бүр нь дараахь зүйлийг агуулдаг.
- дамжуулах хайрцаг бүхий дотоод шаталтат хөдөлгүүр, бага хүчдэлийн цахилгаан хангамжийн сүлжээ, түлшний сав;
- зүтгүүрийн мотор;
- хадгалах батерей, ихэвчлэн өндөр хүчдэлийн батерейнууд нь цуврал ба зэрэгцээ холбогдсон батерейгаас бүрддэг;
- өндөр хүчдэлийн унтраалга бүхий цахилгааны утас;
- электрон хяналтын нэгж ба самбар дээрх компьютер.
Нэгдсэн механик болон цахилгаан дамжуулалтын бүх горимыг хангах нь ихэвчлэн автоматаар явагддаг бөгөөд зөвхөн замын хөдөлгөөний ерөнхий хяналтыг жолоочид даатгадаг.
Ажлын схем
Цахилгаан ба механик эд ангиудыг өөр өөр аргаар холбох боломжтой бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөхөд тодорхой, ихэвчлэн ашиглагддаг схемүүд гарч ирэв.
Энэ нь нийт эрчим хүчний баланс дахь цахилгаан зүтгүүрийн тодорхой хувийг харгалзан хөтөчийг хожуу ангилахад хамаарахгүй.
Тууштай
Хамгийн анхны схем, хамгийн логик, гэхдээ одоо машинд бага ашиглагддаг.
Түүний гол ажил бол авсаархан цахилгаан эд ангиудыг удирдахад маш хэцүү, том механик дамжуулалтыг амжилттай сольсон хүнд тоног төхөөрөмж дээр ажиллах явдал байв. Хөдөлгүүр, ихэвчлэн дизель хөдөлгүүр нь зөвхөн цахилгаан үүсгүүрт ачаалагддаг бөгөөд дугуйтай шууд холбогддоггүй.
Генераторын үүсгэсэн гүйдлийг зүтгүүрийн батерейг цэнэглэхэд ашиглаж болох бөгөөд энэ нь хангагдаагүй тохиолдолд цахилгаан мотор руу шууд илгээгддэг.
Мотор дугуй гэж нэрлэгддэг зарчмын дагуу машины дугуй бүрт суурилуулах хүртэл тэдгээрийн нэг буюу хэд хэдэн байж болно. Хүчдэлийн хэмжээг цахилгаан эрчим хүчний нэгжээр зохицуулдаг бөгөөд дотоод шаталтат хөдөлгүүр нь хамгийн оновчтой горимд байнга ажиллах боломжтой.
Зэрэгцээ
Энэ схем нь одоо хамгийн түгээмэл болсон. Үүнд цахилгаан мотор ба дотоод шаталтат хөдөлгүүр нь нийтлэг дамжуулалтанд зориулагдсан бөгөөд электроник нь хөтч бүрийн эрчим хүчний хэрэглээний оновчтой харьцааг зохицуулдаг. Хоёр хөдөлгүүр хоёулаа дугуйтай холбогдсон.
Тоормослох үед цахилгаан мотор генератор болж, хадгалах зайг цэнэглэх үед нөхөн сэргээх горимыг дэмждэг. Хэсэг хугацааны турш машин зөвхөн цэнэгээрээ л хөдөлж чаддаг, дотоод шаталтат хөдөлгүүр нь чимээгүй байдаг.
Зарим тохиолдолд гэр ахуйн цахилгаан гүйдлийн сүлжээ эсвэл тусгай цэнэглэх станцаас гадна цэнэглэх боломжтой, нэлээд хүчин чадалтай батерейг ашигладаг.
Ерөнхийдөө энд батерейны үүрэг бага байдаг. Гэхдээ тэдгээрийн шилжүүлэлтийг хялбаршуулсан, аюултай өндөр хүчдэлийн хэлхээ энд шаардлагагүй, батерейны масс нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийнхээс хамаагүй бага юм.
холимог
Цахилгаан хөтөчийн технологи, хадгалах багтаамжийг хөгжүүлсний үр дүнд зүтгүүрийн хүчийг бий болгоход цахилгаан моторын үүрэг нэмэгдэж, хамгийн дэвшилтэт цуврал параллель системүүд бий болоход хүргэсэн.
Энд зогсонги байдлаас эхлээд бага хурдтай хөдөлж байгаа нь цахилгаан зүтгүүрээр хийгддэг бөгөөд дотоод шаталтат хөдөлгүүрийг зөвхөн өндөр гаралт шаардлагатай үед, батерей дууссан үед л холбодог.
Хоёр мотор хоёулаа жолоодлогын горимд ажиллах боломжтой бөгөөд сайтар бодож боловсруулсан электрон нэгж нь эрчим хүчний урсгалыг хаана, хэрхэн чиглүүлэхийг сонгодог. Драйвер үүнийг график мэдээллийн дэлгэц дээр дагаж болно.
Цуврал хэлхээний нэгэн адил нэмэлт генераторыг ашигладаг бөгөөд энэ нь цахилгаан моторыг эрчим хүчээр хангах эсвэл зайг цэнэглэх боломжтой. Тоормосны энерги нь зүтгүүрийн моторын урвуугаар дамжин сэргээгддэг.
Энэ бол орчин үеийн олон эрлийз, ялангуяа хамгийн анхны бөгөөд алдартай Toyota Prius-ийн нэг юм.
Toyota Prius-ийн жишээн дээр эрлийз хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг вэ
Өрсөлдөгч эрлийзүүд дизайны нарийн төвөгтэй байдал, үр ашгийг нэмэгдүүлсээр байгаа ч энэ машин одоо гурав дахь үе дээрээ байгаа бөгөөд тодорхой хэмжээнд төгс төгөлдөрт хүрсэн.
Энд жолоодлогын үндэс нь синергетик зарчим бөгөөд үүний дагуу дотоод шаталтат хөдөлгүүр ба цахилгаан мотор нь дугуйны эргэлтийг бий болгоход ямар ч хослолд оролцож болно. Тэдний ажлын зэрэгцээ байдал нь эрчим хүчний урсгалыг хольж, дифференциалаар дамжуулагч дугуй руу дамжуулдаг гаригийн хэлбэрийн нарийн төвөгтэй механизмыг бүрдүүлдэг.
Эхлэх, эхлүүлэх хурдатгалыг цахилгаан мотор гүйцэтгэдэг. Хэрэв электроникийн хүчин чадал хангалтгүй гэж үзвэл Аткинсоны цикл дээр ажилладаг хэмнэлттэй бензин хөдөлгүүр холбогдсон байна.
Отто мотортой ердийн машинд ийм дулааны циклийг түр зуурын нөхцөл байдлаас шалтгаалан ашиглах боломжгүй юм. Гэхдээ энд тэдгээрийг цахилгаан мотороор хангадаг.
Тоёота Приус дотоод шаталтат хөдөлгүүрийг автоматаар асаагаад хурдасгах, зайгаа цэнэглэх, агааржуулагчаар хангах ажил нэн даруй олддог бол сул зогсолтын горим хасагдана.
Тогтмол ачаалалтай, оновчтой хурдтай ажилладаг тул гадаад хурдны шинж чанарын хамгийн давуу тал болох бензин зарцуулалтыг багасгадаг.
Уламжлалт асаагуур байдаггүй, учир нь ийм моторыг зөвхөн мэдэгдэхүйц хурдаар эргүүлж асаах боломжтой бөгөөд үүнийг урвуу генератор хийдэг.
Батерейнууд нь өөр өөр хүчин чадал, хүчдэлтэй байдаг бөгөөд PHV-ийн хамгийн төвөгтэй цэнэглэдэг хувилбарт эдгээр нь 350 Ah-д 25 вольтын цахилгаан машинд нэлээд түгээмэл байдаг.
Эрлийзүүдийн давуу болон сул талууд
Аливаа буулттай адил эрлийзүүд нь цэвэр цахилгаан машинууд болон ердийн тосоор ажилладаг сонгодог машинуудаас доогуур байдаг.
Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн тэд хэд хэдэн үл хөдлөх хөрөнгийн ашиг тусыг өгдөг бөгөөд энэ нь хэн нэгэнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
- дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хорт утаатай тэмцэхэд ашигладаг арга хэрэгслийг хялбарчлах;
- Гэсэн хэдий ч маргаантай түлшний хэмнэлтэд хүрэх;
- дотоод шаталтат хөдөлгүүр ашиглахыг хориглосон цэвэр цахилгаан зүтгүүрээр хөдөлгөөн хийх боломж;
- зарласан хүчин чадлын нэлээд энгийн өсөлт;
- цахилгаан машинаас ялгаатай нь цахилгаан сүлжээнээс хол эрчим хүчгүй байх боломжгүй.
Бүх сул талууд нь технологийн хүндрэлтэй холбоотой:
- эрлийзтэй ажиллах тусгайлан бэлтгэгдсэн чадварлаг боловсон хүчний хэрэгцээ;
- түлш хэрэглэдэг тээврийн хэрэгслийн массын өсөлт;
- машины өндөр үнэ;
- дотоод шаталтат хөдөлгүүр болон үүнтэй холбоотой бүх зүйл хадгалагдсаны улмаас цахилгаан тээврийн хэрэгслийн алдагдал;
- хангалттай хөгжөөгүй технологи, дизайны нэгдсэн арга барил дутмаг;
- батерей үйлдвэрлэх, тэдгээрийг устгах байгаль орчинд ээлтэй байдал муу.
Сонгодог машинууд бүрмөсөн алга болсны дараа эрлийз үйлдвэрлэл үргэлжлэх боломжтой.
Гэхдээ энэ нь зөвхөн нэг авсаархан, хэмнэлттэй, сайн удирдлагатай нүүрсустөрөгчийн түлшний хөдөлгүүр бий болсон тохиолдолд л тохиолдох бөгөөд энэ нь ирээдүйн цахилгаан машинд сайн нэмэлт болж, түүний бие даасан байдлыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх болно.
