Hibrid mühərrik necə işləyir, qənaətcil mühərrikin müsbət və mənfi cəhətləri
Məzmun
Hibrid nəqliyyat vasitələrinin yaranması karbohidrogen yanacaqlarında olan daxili yanma mühərriklərindən (ICE) daha təmiz elektrik stansiyalarına keçid zamanı avtomobil istehsalçılarının məcburi tədbirinə çevrildi. Texnologiya avtonom nəqliyyatın inkişafı üçün nəzəri cəhətdən mümkün istiqamətlərin böyük siyahısından tam elektromobilin, yanacaq elementli avtomobilin və ya hər hansı digərinin yaradılmasına hələ imkan verməyib və ehtiyac artıq yetişib.
Hökumətlər ətraf mühit tələbləri ilə avtomobil sənayesini sərt şəkildə sıxışdırmağa başladılar və istehlakçılar neft emalı məhsullarından birində bir əsrdən çox tanınan motorun başqa bir mikroskopik təkmilləşdirilməsi deyil, keyfiyyətcə irəliləyiş görmək istəyirdilər.
Hansı avtomobil "hibrid" adlanır
Aralıq mərhələnin güc qurğusu daxili yanma mühərrikinin və bir və ya daha çox elektrik mühərrikinin artıq sübut edilmiş dizaynının birləşməsindən ibarət olmağa başladı.
Dartma qurğusunun elektrik hissəsi qaz mühərrikinə və ya dizel mühərrikinə mexaniki olaraq qoşulmuş generatorlar, akkumulyatorlar və avtomobilin əyləclənməsi zamanı ayrılan enerjini sürücüyə qaytaran bərpa sistemi ilə təchiz edilir.
İdeyanın praktiki həyata keçirilməsi üçün bütün çoxsaylı sxemlərə hibridlər deyilir.
Bəzən istehsalçılar elektrik sürücüsünün yalnız start-stop rejimində əsas mühərriki işə salmaq üçün istifadə edildiyi hibrid sistemlərə zəng edərək müştəriləri aldadırlar.
Elektrik mühərrikləri və təkərlər arasında heç bir əlaqə və elektrik dartma ilə sürmə imkanı olmadığı üçün belə avtomobilləri hibridlərə aid etmək düzgün deyil.
Hibrid mühərriklərin iş prinsipi
Bütün müxtəlif dizaynlarla belə maşınlar ümumi xüsusiyyətlərə malikdir. Ancaq texniki baxımdan fərqlər o qədər böyükdür ki, əslində onlar öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri olan fərqli avtomobillərdir.
Qurğu
Hər bir hibrid daxildir:
- transmissiyası, bortda aşağı gərginlikli enerji təchizatı şəbəkəsi və yanacaq çəni olan daxili yanma mühərriki;
- dartma mühərrikləri;
- akkumulyator batareyaları, çox vaxt olduqca yüksək gərginlikli, ardıcıl və paralel bağlanmış batareyalardan ibarətdir;
- yüksək gərginlikli keçid ilə elektrik naqilləri;
- elektron idarəetmə blokları və bort kompüterləri.
İnteqrasiya edilmiş mexaniki və elektrik ötürücüsünün bütün iş rejimlərinin təmin edilməsi adətən avtomatik olaraq baş verir, yalnız ümumi trafik nəzarəti sürücüyə verilir.
İş sxemləri
Elektrik və mexaniki komponentləri bir-birinə müxtəlif yollarla bağlamaq mümkündür, zaman keçdikcə yaxşı qurulmuş spesifik, tez-tez istifadə olunan sxemlər seçildi.
Bu, ümumi enerji balansında elektrik dartmasının xüsusi payına görə sürücünün sonrakı təsnifatına aid edilmir.
ardıcıl
Ən ilk sxem, ən məntiqli, lakin indi avtomobillərdə az istifadə olunur.
Onun əsas vəzifəsi ağır avadanlıqlarda işləmək idi, burada kompakt elektrik komponentləri böyük həcmli mexaniki ötürməni uğurla əvəz etdi, bu da nəzarət etmək çox çətindir. Mühərrik, adətən dizel mühərriki, yalnız elektrik generatoruna yüklənir və təkərlərə birbaşa qoşulmur.
Generator tərəfindən yaradılan cərəyan dartma batareyasını doldurmaq üçün istifadə edilə bilər və təmin edilmədikdə, birbaşa elektrik mühərriklərinə göndərilir.
Onlardan biri və ya bir neçəsi ola bilər, motor təkərləri deyilən prinsipə uyğun olaraq avtomobilin hər təkərinə quraşdırılana qədər. Gərginliyin miqdarı güc elektrik bloku tərəfindən tənzimlənir və daxili yanma mühərriki daim ən optimal rejimdə işləyə bilər.
Paralel
Bu sxem indi ən çox yayılmışdır. Burada elektrik mühərriki və daxili yanma mühərriki ümumi ötürücü üçün işləyir və elektronika hər bir sürücü tərəfindən enerji istehlakının optimal nisbətini tənzimləyir. Hər iki mühərrik təkərlərə bağlıdır.
Bərpa rejimi, əyləc zamanı elektrik mühərriki generatora çevrildikdə və akkumulyator batareyasını doldurduqda dəstəklənir. Bir müddət avtomobil yalnız yüklə hərəkət edə bilər, əsas daxili yanma mühərriki səssizdir.
Bəzi hallarda, məişət AC şəbəkəsindən və ya xüsusi bir şarj stansiyasından xarici doldurma imkanı ilə təchiz edilmiş əhəmiyyətli bir tutumlu bir batareya istifadə olunur.
Ümumiyyətlə, burada batareyaların rolu azdır. Lakin onların kommutasiyası sadələşdirilmişdir, burada təhlükəli yüksək gərginlikli sxemlərə ehtiyac yoxdur və batareyanın kütləsi elektrik nəqliyyat vasitələrinin kütləsindən xeyli azdır.
qarışıq
Elektrik ötürücü texnologiyasının və saxlama qabiliyyətinin inkişafı nəticəsində dartma qüvvəsinin yaradılmasında elektrik mühərriklərinin rolu artdı ki, bu da ən qabaqcıl seriyalı-paralel sistemlərin yaranmasına səbəb oldu.
Burada dayanmış vəziyyətdən başlayaraq aşağı sürətlə hərəkət elektrik dartma ilə həyata keçirilir və daxili yanma mühərriki yalnız yüksək məhsuldarlıq tələb olunduqda və batareyalar tükəndikdə qoşulur.
Hər iki mühərrik sürücü rejimində işləyə bilər və yaxşı düşünülmüş elektron blok enerji axınının hara və necə yönəldiləcəyini seçir. Sürücü bunu qrafik məlumat ekranında izləyə bilər.
Elektrik mühərriklərini enerji ilə təmin edə və ya batareyanı doldura bilən seriyalı dövrədə olduğu kimi əlavə bir generator istifadə olunur. Əyləc enerjisi dartma mühərrikinin əksi vasitəsilə bərpa olunur.
Bu, nə qədər müasir hibridlərin, xüsusən də ilk və məşhurlardan biri - Toyota Prius təşkil edir.
Toyota Prius nümunəsində hibrid mühərrik necə işləyir
Bu avtomobil artıq üçüncü nəsildədir və rəqabət aparan hibridlər dizaynların mürəkkəbliyini və səmərəliliyini artırmaqda davam etsə də, müəyyən dərəcədə mükəmməlliyə çatmışdır.
Burada sürücünün əsasını sinerji prinsipi təşkil edir, buna görə daxili yanma mühərriki və elektrik mühərriki təkərlərdə fırlanma anı yaratmaqda istənilən birləşmədə iştirak edə bilər. Onların işinin paralelliyi planet tipli mürəkkəb mexanizm təmin edir, burada güc axınları qarışdırılır və diferensial vasitəsilə sürücü təkərlərinə ötürülür.
Başlanğıc və başlanğıc sürətlənməsi elektrik mühərriki tərəfindən həyata keçirilir. Elektronika onun imkanlarının kifayət etmədiyini müəyyən edərsə, Atkinson dövrü ilə işləyən qənaətcil bir benzin mühərriki bağlanır.
Otto mühərrikləri olan adi avtomobillərdə keçici şərtlər səbəbindən belə bir istilik dövrü istifadə edilə bilməz. Ancaq burada onlar elektrik mühərriki ilə təmin edilir.
Boş rejim istisna edilir, əgər Toyota Prius daxili yanma mühərrikini avtomatik işə salırsa, sürətlənməyə kömək etmək, batareyanı doldurmaq və ya kondisionerlə təmin etmək üçün dərhal iş tapılır.
Daim yüklü olmaqla və optimal sürətdə işləməklə, xarici sürət xarakteristikasının ən əlverişli nöqtəsində olmaqla, benzin sərfiyyatını minimuma endirir.
Ənənəvi başlanğıc yoxdur, çünki belə bir mühərriki yalnız əhəmiyyətli bir sürətlə fırlatmaqla işə salmaq olar, bu da geri çevrilə bilən generatordur.
Batareyalar müxtəlif tutumlara və gərginliyə malikdir, PHV-nin ən mürəkkəb təkrar doldurulan versiyasında bunlar artıq 350 Ah-da 25 volt elektrik avtomobilləri üçün olduqca yaygındır.
Hibridlərin üstünlükləri və mənfi cəhətləri
Hər hansı bir kompromis kimi, hibridlər də təmiz elektrik avtomobillərindən və adi klassik neftlə işləyən avtomobillərdən daha aşağıdır.
Ancaq eyni zamanda, əsas olanlar üçün bir sıra əmlaklarda qazanc verirlər:
- daxiliyanma mühərriklərinin zərərli emissiyaları ilə mübarizə üçün istifadə olunan vasitələrin sadələşdirilməsi;
- mübahisəli olsa da, müəyyən yanacaq qənaətinə nail olmaq;
- daxiliyanma mühərriklərindən istifadənin qadağan olunduğu təmiz elektrik dartma üzərində hərəkətin mümkünlüyü;
- elan edilmiş gücün kifayət qədər sadə artımı;
- elektrik avtomobilindən fərqli olaraq, elektrik şəbəkəsindən uzaqda enerjisiz qalmağın mümkünsüzlüyü.
Bütün çatışmazlıqlar texnologiyanın mürəkkəbliyi ilə əlaqələndirilir:
- hibridlərlə işləmək üçün xüsusi təlim keçmiş səlahiyyətli kadrlara ehtiyac;
- avtomobilin kütləsinin artması, bu da yanacaq istehlak edir;
- avtomobilin daha yüksək qiyməti;
- daxili yanma mühərrikinin və onunla əlaqəli hər şeyin qorunması səbəbindən elektrik nəqliyyat vasitələrinə zərər;
- hələ də kifayət qədər inkişaf etdirilməmiş texnologiyalar və dizayna vahid yanaşmanın olmaması;
- batareyaların istehsalında və onların atılmasında zəif ekoloji təmizlik.
Ola bilsin ki, klassik avtomobillər tamamilə yoxa çıxandan sonra hibridlərin istehsalı davam etdirilsin.
Ancaq bu, yalnız bir kompakt, qənaətcil və yaxşı idarə olunan karbohidrogen yanacaq mühərriki yaradıldığı təqdirdə baş verəcək ki, bu da gələcəyin elektromobilinə yaxşı əlavə olacaq və onun hələ də qeyri-kafi avtonomiyasını əhəmiyyətli dərəcədə artıracaq.
