Dè a th 'ann an siostam carbaid hybrid?

O chionn ghoirid, tha carbadan dealain a ’fàs mòr-chòrdte. Ach, tha ana-cothrom mòr aig carbadan dealain làn-chumhachd - tèarmann cumhachd beag gun ath-thogail. Air an adhbhar seo, tha mòran de phrìomh luchd-saothrachaidh chàraichean ag uidheamachadh cuid de na modailean aca le aonadan tar-chinealach.

Gu bunaiteach, is e càr tar-chinealach a tha na phrìomh phùdar mar einnsean losgaidh a-staigh, ach tha e air a chumhachdachadh le siostam dealain le aon motair dealain no barrachd agus bataraidh a bharrachd.

An-diugh, thathas a ’cleachdadh grunn roinnean de hibridan. Bidh cuid a ’cuideachadh an ICE a-mhàin aig an toiseach, cuid eile a’ toirt cothrom dhut draibheadh ​​le bhith a ’cleachdadh tarraing dealain. Beachdaich air feartan innealan cumhachd mar sin: dè an diofar a th ’ann, mar a tha iad ag obair, a bharrachd air na prìomh bhuannachdan agus eas-bhuannachdan aig hibridan.

Eachdraidh einnseanan tar-chinealach

Tha am beachd air càr tar-chinealach a chruthachadh (no crois eadar càr clasaigeach agus càr dealain) air a stiùireadh leis an àrdachadh ann am prìsean connaidh, inbhean sgaoilidhean carbaid nas cruaidhe agus barrachd comhfhurtachd dràibhidh.

Chaidh leasachadh ionad cumhachd measgaichte a ghabhail os làimh an toiseach leis a ’chompanaidh Fhrangach Parisienne de voitures electriques. Ach, b ’e cruthachadh Ferdinand Porsche a’ chiad chàr tar-chinealach a ghabhadh obrachadh. Ann an ionad cumhachd Lohner Electric Chaise, bha einnsean losgaidh a-staigh na ghineadair airson dealan, a thug cumhachd don dà motair dealain aghaidh (air an cur suas gu dìreach air na cuibhlichean).

Chaidh an carbad a thoirt don phoball ann an 1901. Gu h-iomlan, chaidh timcheall air 300 leth-bhreac de chàraichean mar sin a reic. Bha coltas ann gu robh am modail gu math practaigeach, ach daor airson a dhèanamh, agus mar sin cha b ’urrainn dha carbad mar sin a bhith aig prìs ruigsinneach do dhraibhear àbhaisteach. A bharrachd air an sin, aig an àm sin nochd càr nas saoire agus gun a bhith cho practaigeach, air a leasachadh leis an dealbhaiche Henry Ford.

Thug powertrains gasoline clasaigeach air luchd-leasachaidh an cùl a chuir ris a ’bheachd a bhith a’ cruthachadh hibridan airson mòran deicheadan. Tha ùidh ann an còmhdhail uaine air fàs le siubhal Bile Brosnachaidh Còmhdhail Dealain na SA. Chaidh gabhail ris ann an 1960.

Le co-thuiteamas, ann an 1973, thòisich èiginn ola na cruinne. Mura bhrosnaich laghan na SA luchd-saothrachaidh gu bhith a ’smaoineachadh mu bhith a’ leasachadh chàraichean seasmhach, aig prìs ruigsinneach, an uairsin thug an èiginn orra a dhèanamh.

Chaidh a ’chiad shiostam làn hybrid, a tha fhathast na phrionnsapal bunaiteach a chleachdadh fhathast, a leasachadh le TRW ann an 1968. A rèir a ’bhun-bheachd, còmhla ris a’ motair dealain, bha e comasach einnsean losgaidh a-staigh nas lugha a chleachdadh, ach cha deach cumhachd an inneil a chall, agus dh ’fhàs an obair gu math nas socraiche.

Is e eisimpleir de charbad hibrid làn-chuimseach an GM 512 Hybrid. Chaidh a chumhachd le motair dealain a luathaich an carbad suas gu 17 km / h. Aig an astar seo, chaidh an einnsean losgaidh a-staigh a chuir an gnìomh, ag àrdachadh coileanadh an t-siostaim, air sgàth gun do mheudaich astar a ’chàir gu 21 km / h. Nam biodh feum air a dhol nas luaithe, chaidh an motair dealain a chuir dheth, agus chaidh an càr a luathachadh mu thràth air an einnsean gasoline. B ’e an ìre astair 65 km / h.

Chaidh VW Taxi Hybrid, càr tar-chinealach soirbheachail eile, a thoirt a-steach don phoball ann an 1973.

Gu ruige seo, tha luchd-dèanaidh innealan a ’feuchainn ri siostaman tar-chinealach is dealanach a thoirt gu ìre a dhèanadh farpaiseach iad an coimeas ri einnseanan losgaidh clasaigeach a-staigh. Ged nach do thachair seo fhathast, tha mòran leasachaidhean air fìreanachadh nam billeanan dolar a chaidh a chosg air an leasachadh.

Le toiseach an treas mìle bliadhna, chunnaic mac an duine nobhail leis an t-ainm Toyota Prius. Tha beachd an neach-saothrachaidh Iapanach air fàs co-cheangailte ris a ’bhun-bheachd de“ càr hybrid ”. Gheibhear mòran de leasachaidhean an latha an-diugh bhon leasachadh seo. Gu ruige seo, chaidh àireamh mhòr de dh ’atharrachaidhean de ionadan ceangailte a chruthachadh, a leigeas leis an ceannaiche an roghainn as fheàrr a thaghadh dha fhèin.

Mar a bhios carbadan hybrid ag obair

Cha bu chòir motair hybrid a bhith air a mheasgadh le làn charbad dealain. Tha an stàladh dealain an sàs ann an cuid de chùisean. Mar eisimpleir, ann am modh baile mòr, nuair a tha an càr ann an staing trafaic, bidh cleachdadh einnsean losgaidh a-staigh a ’leantainn gu cus teasachadh an einnsean, a bharrachd air àrdachadh ann an truailleadh èadhair. Airson suidheachaidhean mar sin, tha an stàladh dealain air a chuir an gnìomh.

Le dealbhadh, tha hibrid air a dhèanamh suas de:

• Am prìomh aonad cumhachd. Is e einnsean gasoline no dìosail a th ’ann.
• Motor motair dealain. Is dòcha gu bheil grunn dhiubh ann a rèir an atharrachaidh. A rèir prionnsapal gnìomh, faodaidh iad a bhith eadar-dhealaichte cuideachd. Mar eisimpleir, faodar cuid a chleachdadh mar dhraibheadh ​​a bharrachd airson na cuibhlichean, agus cuid eile mar neach-taic don einnsean nuair a thòisicheas iad a ’càr bho stad.
• Bataraidh a bharrachd. Ann an cuid de chàraichean, tha comas beag aige, agus tha an stòras lùth gu leòr gus an stàladh dealain a chuir an gnìomh airson ùine ghoirid. Ann an cuid eile, tha comas mòr aig a ’bhataraidh seo gus an urrainn do charbadan gluasad gu saor bho dealan.
• Siostam smachd dealanach. Bidh luchd-mothachaidh sùbailte a ’cumail sùil air obrachadh an einnsean losgaidh a-staigh agus a’ dèanamh sgrùdadh air giùlan an inneil, air a ’bhunait air a bheil an motair dealain air a ghnìomhachadh / air a chuir dheth.
• Inverter. Is e seo tionndadh den lùth a tha a dhìth a ’tighinn bhon bhataraidh gu motair dealain trì-ìre. Bidh an eileamaid seo cuideachd a ’sgaoileadh an luchd gu diofar nodan, a rèir atharrachadh an stàlaidh.
• Gineadair. Às aonais an uidheamachd seo, tha e do-dhèanta am prìomh bataraidh no a bharrachd ath-lìonadh. Mar a tha ann an càraichean àbhaisteach, tha an gineadair air a chumhachdachadh leis an einnsean losgaidh a-staigh.
• Siostaman ath-bheothachaidh teas. Tha a leithid de shiostaman aig a ’mhòr-chuid de hibridan an latha an-diugh. Bidh e “a’ tional ”lùth a bharrachd bho leithid de phàirtean den chàr mar an siostam breiceadh agus an chassis (nuair a tha an càr a’ cladaich, mar eisimpleir, bho chnoc, cruinnichidh an inneal-tionndaidh an lùth a chaidh a leigeil a-steach don bhataraidh).

Faodar na powertrains hybrid a bhith air an obrachadh leotha fhèin no ann an càraidean.

Sgeamaichean obrach

Tha grunn hibridan soirbheachail ann. Tha trì prìomh fheadhainn ann:

• cunbhalach;
• co-shìnte;
• sreathach-co-shìnte.

Cuairt sreathach

Anns a ’chùis seo, thathas a’ cleachdadh an einnsean losgaidh a-staigh mar ghineadair dealain airson obrachadh motaran dealain. Gu dearbh, chan eil ceangal dìreach aig einnsean gasoline no dìosail ri sgaoileadh a ’chàir.

Tha an siostam seo a ’ceadachadh einnseanan le cumhachd ìosal a chuir a-steach le tomhas beag ann an roinn an einnsean. Is e am prìomh obair aca an gineadair bholtachd a dhràibheadh.

Gu tric tha na carbadan sin air an uidheamachadh le siostam ath-chuairteachaidh, tro bheil lùth meacanaigeach agus cinéiteach air a thionndadh gu sruth dealain gus am bataraidh ath-lìonadh. A rèir meud a ’bhataraidh, faodaidh càr a bhith a’ còmhdach astar sònraichte a-mhàin air tarraing dealain gun a bhith a ’cleachdadh einnsean losgaidh a-staigh.

Is e an eisimpleir as ainmeil den ghnè seo de hibridan an Chevrolet Volt. Faodar a ghearradh mar chàr dealain àbhaisteach, ach le taing don einnsean gasoline, tha an raon air a mheudachadh gu mòr.

Cuairt co-shìnte

Ann an ionadan co-shìnte, bidh an einnsean losgaidh a-staigh agus an motair dealain ag obair còmhla. Is e obair an motair dealain an luchd air a ’phrìomh aonad a lughdachadh, a tha a’ leantainn gu sàbhalaidhean connaidh mòra.

Ma tha an einnsean losgaidh a-staigh air a dhì-cheangal bhon tar-chuir, bidh e comasach don chàr siubhal astar sònraichte bhon tarraing dealain. Ach is e prìomh obair a ’phàirt dealain dèanamh cinnteach gu bheil an carbad a’ luathachadh gu rèidh. Is e einnsean gasoline (no dìosail) am prìomh aonad cumhachd ann an atharrachaidhean mar sin.

Nuair a shlaodas an càr sìos no a ghluaiseas e bho obrachadh an einnsean losgaidh a-staigh, bidh an motair dealain ag obair mar ghineadair gus am bataraidh ath-lìonadh. Taing don einnsean losgaidh, chan fheum na carbadan sin bataraidh àrd-bholtachd.

Eu-coltach ri hibridan sreath, tha caitheamh connaidh nas àirde aig na h-aonadan sin, seach nach eil an motair dealain air a chleachdadh mar aonad cumhachd air leth. Ann an cuid de mhodalan, leithid an BMW 350E iPerformance, tha an motair dealain air fhilleadh a-steach don bhogsa gèar.

Is e feart den sgeama obrach seo torque àrd aig astaran crankshaft ìosal.

Cuairt sreathach-co-shìnte

Chaidh an cuairteachadh seo a leasachadh le innleadairean Iapanach. Is e HSD (Hybrid Synergy Drive) a chanar ris. Gu dearbh, bidh e a ’cothlamadh gnìomhan a’ chiad dà sheòrsa obair inneal cumhachd.

Nuair a dh ’fheumas an càr tòiseachadh no gluasad gu slaodach ann an trafaic, thèid an motair dealain a chuir an gnìomh. Gus lùth a shàbhaladh aig astar àrd, tha einnsean peatrail no dìosail (a rèir modail a ’charbaid) ceangailte.

Ma dh ’fheumas tu luathachadh gu sgiobalta (mar eisimpleir, nuair a bhios tu a’ gabhail seachad) no ma tha an càr a ’dol suas an cnoc, bidh an ionad cumhachd ag obair ann am modh co-shìnte - bidh an motair dealain a’ cuideachadh an einnsean losgaidh a-staigh, a lughdaicheas an luchd air, agus, mar thoradh air sin, a shàbhalas caitheamh connaidh.

Bidh an ceangal planaid de einnsean losgaidh a-staigh càr a ’gluasad pàirt den chumhachd gu prìomh ghèar an tar-chuir, agus gu ìre chun ghineadair airson a’ bhataraidh no an draibhear dealain ath-lìonadh. Ann an sgeama mar sin, tha electronics iom-fhillte air an cur a-steach a bhios a ’cuairteachadh lùth a rèir an t-suidheachaidh.

Is e an eisimpleir as fhollaisiche de hibrid le powertrain co-shìnte sreath an Toyota Prius. Ach, tha cuid de dh ’atharrachaidhean de mhodalan ainmeil à Iapan air a leithid de shuidheachadh fhaighinn mu thràth. Is e eisimpleir de seo an Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h. Chaidh an teicneòlas seo a cheannach cuideachd le cuid de dhraghan Ameireaganach. Mar eisimpleir, lorg an leasachadh a shlighe a-steach don Ford Escape Hybrid.

Seòrsaichean cruinneachaidh hibrid

Tha gach powertrains hybrid air an seòrsachadh ann an trì seòrsachan:

• hibrid bog;
• hybrid meadhanach;
• làn hybrid.

Tha a dhleastanas fhèin aig gach fear dhiubh a bharrachd air feartan sònraichte.

Pùdar micro hybrid

Bidh innealan cumhachd mar sin gu tric air an uidheamachadh le siostam ath-bheothachaidh gus am bi lùth cineatach air a thionndadh gu lùth dealain agus air a thilleadh chun bataraidh.

Tha an dòigh dràibhidh annta nan toiseach tòiseachaidh (faodaidh e cuideachd a bhith na ghineadair). Chan eil draibhear cuibhle dealain ann an ionadan mar sin. Tha an sgeama air a chleachdadh le einnseanan losgaidh a-staigh a ’tòiseachadh gu tric.

Pùdar hibrid meadhanach

Cha bhith càraichean mar sin a ’gluasad air sgàth an motair dealain. Tha an motair dealain sa chùis seo a ’frithealadh mar neach-taic don phrìomh aonad cumhachd nuair a bhios an luchd ag àrdachadh.

Tha siostaman leithid seo cuideachd air an uidheamachadh le siostam ath-bheothachaidh, a ’tional lùth an-asgaidh air ais don bhataraidh. Bidh aonadan tar-chinealach meadhanach a ’toirt einnsean teas nas èifeachdaiche.

Pùdar làn hybrid

Ann an leithid de shuidheachadh, tha gineadair cumhachd àrd ann, a tha air a stiùireadh le einnsean losgaidh a-staigh. Tha an siostam air a ghnìomhachadh aig astaran ìosal charbadan.

Tha èifeachdas an t-siostaim air a nochdadh an làthair a ’ghnìomh“ Start / Stop ”, nuair a ghluaiseas an càr gu slaodach ann an trafaic, ach feumaidh tu luathachadh gu sgiobalta aig solas trafaic. Is e feart de làn stàladh hibrid an comas an einnsean losgaidh a-staigh a chuir dheth (tha an clutch air a dhol às a chèile) agus motair dealain a dhràibheadh.

Seòrsachadh a rèir ìre de dhealanachadh

Ann an sgrìobhainnean teignigeach no ann an ainm modail càr, faodaidh na teirmean a leanas a bhith an làthair:

• microhybrid;
• hibrid tlàth;
• hibrid iomlan;
• hybrid plug-in.

Microhybrid

Ann an càraichean mar sin, tha einnsean àbhaisteach air a chuir a-steach. Chan eil iad air an gluasad le dealan. Tha na siostaman sin an dàrna cuid uidheamaichte le gnìomh tòiseachaidh / stad, no tha iad air an uidheamachadh le siostam breiceadh ath-nuadhachail (nuair a bhios iad a ’breiceadh, thèid am bataraidh ath-lìonadh).

Tha cuid de mhodalan uidheamaichte leis an dà shiostam. Tha cuid de dh’eòlaichean den bheachd nach eilear a ’meas a leithid de charbadan mar charbadan tar-chinealach, leis nach eil iad a’ cleachdadh ach aonad cumhachd gasoline no dìosail gun amalachadh a-steach don t-siostam draibhidh dealain.

Hibrid aotrom

Cha bhith càraichean mar sin a ’gluasad air sgàth dealan. Bidh iad cuideachd a ’cleachdadh einnsean teas, mar a bha san roinn roimhe. Ach a-mhàin - tha an einnsean losgaidh a-staigh a ’faighinn taic bho stàladh dealain.

Chan eil flywheel aig na modailean sin. Tha a ghnìomh air a choileanadh le gineadair tòiseachaidh dealain. Bidh an siostam dealain a ’meudachadh ath-ghairm an motair cumhachd ìosal rè luathachadh cruaidh.

Hibrid coileanta

Thathas a ’tuigsinn nan carbadan sin mar charbadan a tha comasach air beagan astar a tharraing air tarraing dealain. Ann am modalan mar sin, faodar sgeama ceangail sam bith a chaidh ainmeachadh gu h-àrd a chleachdadh.

Cha bhithear a ’togail a leithid de hibridan bhon phrìomh phìob. Tha am bataraidh air ath-lìonadh le lùth bhon t-siostam breiceadh ath-nuadhachail agus an gineadair. Tha an astar a dh ’fhaodar a chòmhdach air aon chosgais an urra ri comas a’ bhataraidh.

Plugins hybrid

Faodaidh càraichean mar seo obrachadh mar charbad dealain no ruith air einnsean losgaidh a-staigh. Taing don mheasgachadh den dà ionad cumhachd, tha eaconamaidh connaidh reusanta air a thoirt seachad.

Leis gu bheil e do-dhèanta gu corporra bataraidh voluminous a chuir a-steach (ann an carbadan dealain bidh e a ’gabhail àite tanca gas), faodaidh a leithid de hibrid a bhith a’ còmhdach suas ri 50 km air aon chìs gun ath-thogail.

Buannachdan agus eas-bhuannachdan chàraichean hybrid

Aig an àm seo, faodar beachdachadh air an hybrid mar cheangal eadar-ghluasaid bho einnsean teas gu analog dealain a tha càirdeil don àrainneachd. Ged nach deach an amas deireannach a choileanadh fhathast, le taing do leasachaidhean ùr-nodha a thoirt a-steach, tha gluasad adhartach ann an leasachadh còmhdhail dealain.

Leis gu bheil hibridan mar roghainn eadar-ghluasaid, tha puingean adhartach agus àicheil aca. Am measg nan buannachdan a tha:

• Eaconamaidh connaidh. A rèir gnìomhachd a ’chàraid chumhachd, faodaidh an comharra seo àrdachadh suas gu 30% no barrachd.
• Ag ath-thogail gun a bhith a ’cleachdadh a’ phrìomh phìob. Thàinig seo gu bhith comasach taing don t-siostam ath-bheothachaidh lùth cineatach. Ged, cha bhith làn chìsean a ’tachairt, mas urrainn do innleadairean an tionndadh a leasachadh, an uairsin cha bhith feum aig carbadan dealain air ar-a-mach idir.
• An comas motair de mheud is cumhachd nas lugha a chuir a-steach.
• Tha dealanach tòrr nas eaconomach na meacanaig, bidh iad a ’sgaoileadh connadh.
• Bidh an einnsean a ’teasachadh nas lugha, agus thathas a’ caitheamh connadh nuair a bhios tu a ’dràibheadh ​​ann an tagaichean trafaic.
• Leigidh am measgachadh de einnseanan gasoline / diesel agus dealan dhut cumail ort a ’draibheadh ​​ma tha am bataraidh àrd-chumhachd marbh.
• Taing do ghnìomhachd an motair dealain, faodaidh an einnsean losgaidh a-staigh ruith nas seasmhaiche agus nas lugha de fhuaim.

Tha liosta mhath de eas-bhuannachdan aig ionadan hibrid cuideachd:

• Cha ghabh am bataraidh a chleachdadh nas luaithe air sgàth an àireamh mhòr de chearcaill cosgais / sgaoileadh (eadhon ann an siostaman tar-chinealach tlàth);
• Gu tric bidh am bataraidh air a sgaoileadh gu tur;
• Tha pàirtean airson càraichean mar sin gu math daor;
• Tha fèin-chàradh cha mhòr do-dhèanta, oir tha feum air uidheamachd dealanach sòlaimte;
• An coimeas ri modalan gasoline no dìosail, tha hibridan a ’cosg grunn mhìltean dollar a bharrachd;
• Tha cumail suas cunbhalach nas daoire;
• Feumaidh electronics iom-fhillte làimhseachadh faiceallach, agus uaireannan bidh mearachdan a tha a ’tachairt a’ cur bacadh air turas fada;
• Tha e duilich eòlaiche a lorg a dh ’fhaodadh atharrachadh ceart a dhèanamh air obrachadh ionadan cumhachd. Air sgàth seo, feumaidh tu brath a ghabhail air seirbheisean luchd-ithe proifeasanta daor;
• Chan eil na bataraidhean a ’gabhail ri atharrachaidhean mòra san teòthachd agus tha iad gan leigeil fhèin a-mach.
• A dh ’aindeoin cho càirdeil sa tha an àrainneachd rè obrachadh motair dealain, tha cinneasachadh agus faighinn cuidhteas bataraidhean gu math truailleadh.

Gus am bi hibridan agus carbadan dealain gu bhith nam fìor cho-fharpaiseach ri einnseanan losgaidh a-staigh, feumar stòran cumhachd a leasachadh (gus am bi iad a ’stòradh barrachd lùth, ach aig an aon àm nach eil iad gu math tarraingeach), a bharrachd air siostaman ath-chuiridh luath gun a bhith a’ dèanamh cron air a ’bhataraidh.

Ceistean agus Freagairtean:

Dè a th ’ann an carbad tar-chinealach? Is e seo carbad anns a bheil barrachd air aon aonad cumhachd an sàs anns a ’ghluasad aige. Gu bunaiteach tha e na mheasgachadh de chàr dealain agus càr le einnsean losgaidh a-staigh clasaigeach.

Dè an diofar eadar hibrid agus càr àbhaisteach? Tha buannachdan aig càr hibrid le càr dealain (obrachadh sàmhach an einnsean agus dràibheadh ​​gun a bhith a ’cleachdadh connadh), ach nuair a thuiteas cosgais a’ bhataraidh, thèid a ’phrìomh aonad cumhachd (gasoline) a chuir an gnìomh.