Гибрид — переходная ступень от ДВС к электромобилям
Большинство отраслей завязаны на нефтяной промышленности. Однако ничто не вечно. И если в масштабах одного поколения переход на другие источники энергии кажется очень далекой перспективой, то, посмотрев на ситуацию шире, легко понять, что этим надо заниматься уже сейчас.
В отрасли автомобилестроения мы видим довольно большие шаги в направлении отказа от двигателей внутреннего сгорания. В условиях глобального загрязнения, вызванных не в последнюю очередь средствами передвижения, концерны-производители серьезное внимание уделили электрическому приводу. Однако у подобного рода автомобилей существует приличное количество недостатков: тяжелые батареи, небольшое время пути, сложность внедрения заправочных систем. И хотя сейчас продвинутые страны помогают владельцам таких авто, в масштабном восприятии дело движется довольно медленно.
Однако есть и компромисс – гибридный автомобиль. «Золотая середина», которая нам так необходима в других аспектах жизни, появилась в автопроме. Идея заключается в параллельном оснащении обоими видами двигателя, используя преимущества каждого из них. Правильное использование обоих источников тяги повышает КПД работы в целом и увеличивает цикл работы электропривода. Гибридный двигатель тоже имеет накопитель энергии, как и у чисто электрического автомобиля, однако он меньшей емкости и меньшего веса.
Существует несколько разновидностей схем соединения компонентов. При последовательном варианте, двигатель внутреннего сгорания взаимодействует с генератором, который выдает тягу электродвигателю, соединенному с колесной базой. Мы имеем аналог электростанции, удачно спроецированный на задачу движения автомобиля.
В случае параллельного соединения, оба вида двигателя подсоединены к колесам, что дает возможность варьировать режимы работы. В таком гибриде бензиновая и электрическая составляющие могут дополнять друг друга или работать отдельно. Это упрощает общее исполнение двигателя, позволяя использовать механическую коробку передач, делая производство дешевле.
Очередной удачный компромисс – использование последовательно-параллельного соединения. Все органы двигателя связаны между собой и с колесной базой планетарным редуктором. Эта система шестеренок позволяет управлять распределением мощности между тягами, обеспечивая более качественную работу.
Акцент на двигатель внутреннего сгорания делается на трассе или скоростном участке. Городская езда предусматривает преимущественно работу электрической составляющей. Такое сложное управление и распределение нагрузки управляется бортовым компьютером.
Несмотря на использование горючего, гибридные автомобили на 90% меньше загрязняют окружающую среду. Это последствия использования менее объемных двигателей и продолжительных отрезков работы исключительно на электротяге. К тому же примерно на половину сокращается расход горючего по сравнению с привычными нам автомобилями, что в конечном итоге уже сейчас толкает многих людей сделать выбор в пользу гибрида.
Следует отметить нюанс, который касается гибридного общественного транспорта. Разработчики научились возвращать некоторое количество энергии обратно в систему. Это происходит при торможении, когда электродвигатель превращается в генератор. Такое рекуперативное торможение обширно распространено в электротранспорте и гибридных автобусах. В легковых авто тормозной путь на порядок меньше, а следовательно и время на преобразование незначительно.
Идея гибридного привода уходит далеко в историю, однако первенцем на гибридной тяге считается Lohner-Porsche. Это детище Фердинанда Порше датируется 1900-1901 годами. С тех пор идея подобных автомобилей развилась необычайным образом.
Основными вдохновителями гибридного производства являются японские компании Toyota и Honda. Первая компания вообще является первопроходцем и главным идеологом отрасли. Она представляет свои модели подобного типа на различных рынках с 1997 года. Тогда вышел первый серийный гибридный автомобиль Toyota Prius. А если учесть, что Toyota — это еще и премиум марка Lexus, то здесь мы видим уже вполне сформированный и нормально работающий конвеерный продукт.
Успешность подобных проектов доказывает резкая заинтересованность американских и европейских гигантов автомобилестроения. Компания Ford уже давно соперничает с японцами в этом ответвлении, а вот BMW и GM – относительно недавние игроки на этом поле.
В дальнейшем конкуренция будет вести к улучшению параметров работы, повышению качества и к удешевлению гибридных авто в целом.
