Разновидности конструкции гибридных автомобилей

На сегодняшний день нельзя точно сказать, какие технологии сменят двигатели внутреннего сгорания. Однако гибридные агрегаты уже выпускаются, и переходный период станет важнейшим в эволюции моторов. Изначально гибридные установки стали выпускаться в Японии, но теперь они производятся уже по всему миру, и их доля на рынке уверенно растёт. За счёт удешевления автомобили с гибридными моторами всё чаще приобретаются не только состоятельными людьми, но и автолюбителями со средним уровнем дохода. Российским автосервисам уже пора готовиться к обслуживанию таких транспортных средств.

О том, что собой представляет гибридный автомобиль, многие уже знают, как и его очевидных плюсах. А вот о различиях между гибридами мало кто знает. Всего существует три гибридные схемы: параллельная, последовательная и последовательно-параллельная.

Параллельная схема

Эти гибриды используются чаще всего и именно они являются гибридами в широком смысле. Из известных моделей, построенных по такой схеме, можно назвать Honda Civic и Insight, Hyundai Elantra, Volkswagen Touareg и многие другие. Колёсами управляют и электромотор, и бензиновый двигатель, а для силового агрегата задействуется вариатор. Коммутация осуществляют автоматические муфты.

В двигатель порядка 20 кВт устанавливается электрод, благодаря которому обеспечивается дополнительная мощность при ускорении. Во многих случаях он выполняет роль генератора и стартёра. При этом бензиновый и электрический двигатели способны работать лишь вместе.

Очевидные преимущества такой схемы – это лёгкость аккумуляторной батареи, почти полное отсутствие шума и вредных выбросов. Впервые эта схема была предложена компанией Honda.

Последовательная схема

При этой схеме двигатель внутреннего сгорания взаимодействует с генератором, который питает двигатель и заряжает аккумулятор. Ведущие колёса вращаются посредством электромоторов. Автомобили, созданные по такой схеме, обычно имеют возможность подзарядки от электросети. Для этого устанавливаются литий-ионные аккумуляторы. Таким образом, бензиновый двигатель используется меньше, и число вредных выбросов уменьшается.

По такой схеме работают Opel Ampera, Chevrolet Volt и другие. Когда электроэнергия заканчивается, в дело вступает бензиновый двигатель. Поэтому такие авто лишены главного недостатка электромобилей – ограничения по расстоянию. Но есть, конечно, и свои минусы у этой конструкции. Она нуждается в установке достаточно тяжёлой аккумуляторной батареи. Сам автомобиль в итоге обладает более низкой скоростью по сравнению с полноприводным гибридом.

Полногибридная схема

Полногибридная схема, называемая также последовательно-параллельной, соединяет двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель с помощью планетарного редуктора. Главное отличие от параллельной схемы – наличие генератора, который питает электродвигатель. По такой схеме сконструированы Toyota Prius, Ford Escape, Lexus RX 430h и другие. Они «умеют» ездить на малой скорости без потребления топлива.

Другим вариантом последовательно-параллельной является так называемый умеренный гибрид. Они трогаются с места при помощи бензинового двигателя, а электрический используют, когда нужна дополнительная мощность. При достижении скорости свыше 40 км/ч двигатель внутреннего сгорания задействуется и в полном, и в умеренном гибриде.

Рассмотрим полногибридную схему более подробно. Отличным примером может послужить Toyota Prius третьего поколения, которая недавно поступила в российскую продажу и использует фирменную систему привода Toyota HSD.

Конструкция включает в себя бензиновый двигатель объёмом 1,8 литра, мощный электромотор, генератор, АКБ, управляющий блок и распределитель мощности. Распределителем служит планетарный механизм, который управляет мощностями в зависимости от того, в каком режиме работает гибрид.

Узел, объединивший электромотор, генератор и распределитель, отличается компактностью и по размерам не превосходит коробку передач. Именно поэтому расположить гибридный двигатель удалось впереди. Сердце гибридного привода HSD – это трансмиссия в сборе с главной передачей.

Электродвигатель во время торможения и замедления выполняет роль высокомощного генератора. Он подключается к бензиновому мотору на постоянных магнитах, чтобы улучшить разгон, и развивает мощность 60 кВт. Весит он меньше, чем аналогичный двигатель у предыдущей модели, а вот мощность имеет на 20% выше. Благодаря применению нового редуктора и увеличению частоты вращения вала более чем вдвое достигается крутящий момент 207 Нм в диапазоне от нуля до 13 тысяч оборотов в минуту. Максимальное рабочее напряжение также повышено – с 500 до 650 вольт. Однако топливо экономится за счёт того, что при обычном движении на электродвигатель подаётся более низкое напряжение.

Синхронный генератор переменного тока развивает мощность 42 кВт. Он же запускает и при необходимости отключает бензиновый двигатель. Наличие никель-металлогидриной 202-вольтовой батареи и использование нескольких режимов обеспечивает максимально эффективную работу гибридного двигателя, благодаря чему экономится топливо и сокращаются вредные выбросы в атмосферу.

12 августа, Рекламный текст