როგორ მუშაობს ჰიბრიდული ძრავა, ეკონომიური ძრავის დადებითი და უარყოფითი მხარეები
ინფორმაციის
ჰიბრიდული მანქანების გაჩენა გახდა ავტომწარმოებლების იძულებითი ღონისძიება ნახშირწყალბადის საწვავზე შიდა წვის ძრავებიდან (ICE) გადასვლისას უფრო სუფთა ელექტროსადგურებზე. ტექნოლოგიამ ჯერ კიდევ არ დაუშვა ავტონომიური ტრანსპორტის განვითარების თეორიულად შესაძლო მიმართულებების დიდი სიიდან სრულფასოვანი ელექტრომობილის, საწვავის უჯრედის მანქანის ან სხვა რაიმეს შექმნა და საჭიროება უკვე მომწიფდა.
მთავრობებმა დაიწყეს მტკიცედ შეზღუდვა ავტო ინდუსტრიაზე გარემოსდაცვითი მოთხოვნებით და მომხმარებლებს სურდათ ენახათ ხარისხობრივი წინგადადგმული ნაბიჯი და არა ძრავის კიდევ ერთი მიკროსკოპული გაუმჯობესება, რომელიც ცნობილია საუკუნეზე მეტი ხნის განმავლობაში ნავთობის გადამუშავების ერთ-ერთ პროდუქტზე.
რომელ მანქანას ჰქვია "ჰიბრიდი"
შუალედური ეტაპის ენერგეტიკული ერთეული დაიწყო შიდა წვის ძრავისა და ერთი ან მეტი ელექტროძრავის უკვე დადასტურებული დიზაინის ერთობლიობა.
წევის განყოფილების ელექტრული ნაწილი იკვებება გენერატორებით, რომლებიც მექანიკურად არის დაკავშირებული გაზის ძრავასთან ან დიზელის ძრავთან, ბატარეებთან და აღდგენის სისტემასთან, რომელიც აბრუნებს ავტომობილის დამუხრუჭების დროს გამოთავისუფლებულ ენერგიას.
იდეის პრაქტიკული განხორციელების ყველა მრავალრიცხოვან სქემას ჰიბრიდები ეწოდება.
ზოგჯერ მწარმოებლები შეცდომაში შეჰყავთ მომხმარებლები ჰიბრიდულ სისტემებთან დარეკვით, სადაც ელექტროძრავა გამოიყენება მხოლოდ ძირითადი ძრავის დასაწყებად დაწყების რეჟიმში.
ვინაიდან ელექტროძრავებსა და ბორბლებს შორის არანაირი კავშირი არ არის და ელექტრო წევით მოძრაობის შესაძლებლობას შორის, არასწორია ასეთი მანქანების ჰიბრიდისთვის მიკუთვნება.
ჰიბრიდული ძრავების მუშაობის პრინციპი
დიზაინის მრავალფეროვნებით, ასეთ მანქანებს აქვთ საერთო მახასიათებლები. მაგრამ განსხვავებები იმდენად დიდია ტექნიკური თვალსაზრისით, რომ სინამდვილეში ისინი სხვადასხვა მანქანებია საკუთარი დადებითი და უარყოფითი მხარეებით.
მოწყობილობა
თითოეული ჰიბრიდი მოიცავს:
- შიდა წვის ძრავა თავისი გადაცემით, ბორტზე დაბალი ძაბვის ელექტრომომარაგების ქსელი და საწვავის ავზი;
- წევის ძრავები;
- შესანახი ბატარეები, ყველაზე ხშირად საკმაოდ მაღალი ძაბვის, რომელიც შედგება სერიულად და პარალელურად დაკავშირებული ბატარეებისგან;
- დენის გაყვანილობა მაღალი ძაბვის გადართვით;
- ელექტრონული კონტროლის ბლოკები და ბორტ კომპიუტერები.
ინტეგრირებული მექანიკური და ელექტრული ტრანსმისიის მუშაობის ყველა რეჟიმის უზრუნველყოფა, როგორც წესი, ხდება ავტომატურად, მხოლოდ სატრანსპორტო მოძრაობის ზოგადი კონტროლი ევალება მძღოლს.
სამუშაოების სქემები
ელექტრული და მექანიკური კომპონენტების ერთმანეთთან დაკავშირება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, დროთა განმავლობაში გამოირჩეოდა კარგად ჩამოყალიბებული სპეციფიკური, ხშირად გამოყენებული სქემები.
ეს არ ეხება ამძრავის შემდგომ კლასიფიკაციას ელექტრო წევის კონკრეტული წილის მიხედვით მთლიან ენერგეტიკულ ბალანსში.
თანმიმდევრული
პირველივე სქემა, ყველაზე ლოგიკური, მაგრამ ახლა ნაკლებად გამოიყენება მანქანებში.
მისი მთავარი ამოცანა იყო მძიმე ტექნიკაში მუშაობა, სადაც კომპაქტურმა ელექტრო კომპონენტებმა წარმატებით ჩაანაცვლეს მოცულობითი მექანიკური ტრანსმისია, რომლის კონტროლი ასევე ძალიან რთულია. ძრავა, როგორც წესი, დიზელის ძრავაა, დატვირთულია ექსკლუზიურად ელექტრო გენერატორზე და პირდაპირ არ არის დაკავშირებული ბორბლებთან.
გენერატორის მიერ გამომუშავებული დენი შეიძლება გამოყენებულ იქნას წევის ბატარეის დასატენად და სადაც არ არის გათვალისწინებული, ის პირდაპირ ელექტროძრავებზე იგზავნება.
შეიძლება იყოს ერთი ან რამდენიმე მათგანი, მანქანის თითოეულ ბორბალზე დაყენებამდე ე.წ. ბიძგების რაოდენობა რეგულირდება ელექტრული ერთეულით, ხოლო შიდა წვის ძრავას შეუძლია მუდმივად იმუშაოს ყველაზე ოპტიმალურ რეჟიმში.
პარალელური
ეს სქემა ახლა ყველაზე გავრცელებულია. მასში ელექტროძრავა და შიდა წვის ძრავა მუშაობს საერთო ტრანსმისიისთვის, ხოლო ელექტრონიკა არეგულირებს ენერგიის მოხმარების ოპტიმალურ თანაფარდობას თითოეული დისკის მიერ. ორივე ძრავა დაკავშირებულია ბორბლებთან.
აღდგენის რეჟიმი მხარდაჭერილია, როდესაც დამუხრუჭების დროს ელექტროძრავა გადაიქცევა გენერატორად და ავსებს შენახვის ბატარეას. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, მანქანას შეუძლია გადაადგილება მხოლოდ მისი დამუხტვით, მთავარი შიდა წვის ძრავა ჩახშობილია.
ზოგიერთ შემთხვევაში გამოიყენება მნიშვნელოვანი ტევადობის ბატარეა, რომელიც აღჭურვილია საყოფაცხოვრებო AC ქსელიდან ან სპეციალიზებული დამტენი სადგურიდან გარე დატენვის შესაძლებლობით.
ზოგადად, აქ ბატარეების როლი მცირეა. მაგრამ მათი გადართვა გამარტივებულია, საშიში მაღალი ძაბვის სქემები აქ არ არის საჭირო და ბატარეის მასა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ელექტრო მანქანების.
შერეული
ელექტროძრავის ტექნოლოგიის განვითარებისა და შენახვის სიმძლავრის შედეგად გაიზარდა ელექტროძრავების როლი ტრაქციული ძალისხმევის შექმნაში, რამაც გამოიწვია ყველაზე მოწინავე სერიულ-პარალელური სისტემების გაჩენა.
აქ გაჩერებიდან დაწყება და დაბალი სიჩქარით მოძრაობა ხორციელდება ელექტრო წევით, ხოლო შიდა წვის ძრავა დაკავშირებულია მხოლოდ მაშინ, როდესაც საჭიროა მაღალი სიმძლავრე და როდესაც ბატარეები ამოიწურება.
ორივე ძრავას შეუძლია იმუშაოს ძრავის რეჟიმში, ხოლო კარგად გააზრებული ელექტრონული ერთეული ირჩევს სად და როგორ წარმართოს ენერგიის ნაკადები. დრაივერს შეუძლია დაიცვას ეს გრაფიკული ინფორმაციის ჩვენებაზე.
გამოიყენება დამატებითი გენერატორი, როგორც სერიულ წრეში, რომელსაც შეუძლია ენერგიის მიწოდება ელექტროძრავებისთვის ან ბატარეის დატენვა. დამუხრუჭების ენერგია აღდგება წევის ძრავის უკუსვლით.
ასეა მოწყობილი მრავალი თანამედროვე ჰიბრიდი, კერძოდ, ერთ-ერთი პირველი და ცნობილი - Toyota Prius.
როგორ მუშაობს ჰიბრიდული ძრავა Toyota Prius-ის მაგალითზე
ეს მანქანა უკვე მესამე თაობაშია და სრულყოფილების გარკვეულ ხარისხს მიაღწია, თუმცა კონკურენტული ჰიბრიდები განაგრძობენ დიზაინის სირთულის და ეფექტურობის გაზრდას.
ძრავის საფუძველი აქ არის სინერგიის პრინციპი, რომლის მიხედვითაც შიდა წვის ძრავას და ელექტროძრავას შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ ნებისმიერ კომბინაციაში ბორბლებზე ბრუნვის შექმნაში. მათი მუშაობის პარალელურობა უზრუნველყოფს პლანეტარული ტიპის კომპლექსურ მექანიზმს, სადაც ენერგიის ნაკადები შერეულია და დიფერენციალური გზით გადადის წამყვანი ბორბლებზე.
გაშვება და დაწყების აჩქარება ხორციელდება ელექტროძრავით. თუ ელექტრონიკა დაადგენს, რომ მისი შესაძლებლობები არ არის საკმარისი, დაკავშირებულია ეკონომიური ბენზინის ძრავა, რომელიც მუშაობს ატკინსონის ციკლზე.
ჩვეულებრივ მანქანებში ოტო ძრავებით, ასეთი თერმული ციკლის გამოყენება შეუძლებელია გარდამავალი პირობების გამო. მაგრამ აქ ისინი უზრუნველყოფილია ელექტროძრავით.
უსაქმური რეჟიმი გამორიცხულია, თუ Toyota Prius ავტომატურად აწარმოებს შიდა წვის ძრავას, მაშინ დაუყოვნებლივ იპოვება სამუშაო, რათა დაეხმაროს აჩქარებას, ბატარეის დამუხტვას ან კონდიცირების უზრუნველყოფას.
მუდმივი დატვირთვით და ოპტიმალური სიჩქარით მუშაობისას, ის ამცირებს ბენზინის მოხმარებას, მყოფი მისი გარე სიჩქარის მახასიათებლის ყველაზე ხელსაყრელ წერტილში.
არ არსებობს ტრადიციული დამწყები, რადგან ასეთი ძრავის გაშვება შესაძლებელია მხოლოდ მისი მნიშვნელოვანი სიჩქარით დატრიალებით, რასაც აკეთებს შექცევადი გენერატორი.
ბატარეებს აქვთ სხვადასხვა სიმძლავრე და ძაბვა, PHV-ის ყველაზე რთული დატენვის ვერსიაში, ეს უკვე საკმაოდ გავრცელებულია ელექტრო მანქანებისთვის 350 ვოლტი 25 Ah.
ჰიბრიდების უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები
ნებისმიერი კომპრომისის მსგავსად, ჰიბრიდები ჩამორჩებიან სუფთა ელექტრო მანქანებს და ჩვეულებრივ კლასიკურ ზეთზე მომუშავე მანქანებს.
მაგრამ ამავდროულად ისინი აძლევენ მოგებას უამრავ თვისებაში, მათთვის, ვინც მთავარ როლს ასრულებს:
- შიდა წვის ძრავების მავნე გამონაბოლქვის წინააღმდეგ საბრძოლველად გამოყენებული საშუალებების გამარტივება;
- საწვავის გარკვეული ეკონომიის მიღწევა, თუმცა სადავო;
- გადაადგილების შესაძლებლობა სუფთა ელექტრო წევაზე, სადაც აკრძალულია შიდა წვის ძრავების გამოყენება;
- დეკლარირებული სიმძლავრის საკმაოდ მარტივი ზრდა;
- ელექტრომობილისგან განსხვავებით, ელექტრომობილისგან განსხვავებით, ელექტრო ქსელისგან მოშორებით ენერგიის გარეშე დარჩენის შეუძლებლობა.
ყველა მინუსი დაკავშირებულია ტექნოლოგიის გართულებასთან:
- ჰიბრიდებთან მუშაობისთვის სპეციალურად მომზადებული კომპეტენტური პერსონალის საჭიროება;
- ავტომობილის მასის მატება, რომელიც ასევე მოიხმარს საწვავს;
- მანქანის უფრო მაღალი ფასი;
- ზარალი ელექტრო მანქანებისთვის შიდა წვის ძრავის და მასთან დაკავშირებული ყველაფრის შენარჩუნების გამო;
- ჯერ კიდევ არასაკმარისად განვითარებული ტექნოლოგიები და დიზაინის ერთიანი მიდგომის არარსებობა;
- ცუდი გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა ბატარეების წარმოებაში და მათ განადგურებაში.
არ არის გამორიცხული, რომ ჰიბრიდების წარმოება გაგრძელდეს კლასიკური მანქანების სრული გაქრობის შემდეგ.
მაგრამ ეს მოხდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შეიქმნება ერთი კომპაქტური, ეკონომიური და კარგად კონტროლირებადი ნახშირწყალბადის საწვავის ძრავა, რომელიც კარგი დამატება იქნება მომავლის ელექტრომობილისთვის, რაც მნიშვნელოვნად გაზრდის მის ჯერ კიდევ არასაკმარის ავტონომიას.
