Гибридные технологии – путь к экономии топлива. Часть 1
06.08.2014
автомобили - двигатель прогресса, а реклама - двигатель торговли
Запасы нефти и газа – ограничены. Новые месторождения требуют всё больших затрат для освоения. Производство бензина и дизтоплива едва покрывает растущий спрос и регулируют его с помощью повышения цен. Но современная цивилизация пока немыслима без транспорта, передвигающегося с помощью двигателей внутреннего сгорания.
Подорожание нефти, с одной стороны стало настоящей (хоть и не афишируемой) причиной войн в нефтеносных районах Ближнего Востока и Северной Африки (Кувейт, Ирак, Ливия и др.); с другой – катализатором технического прогресса в области разработки экономичных средств передвижения.
Китайская компания SAIC motor представила целую линейку гибридов и электромобилей
Сократить расход топлива у традиционного автомобиля можно двумя основными способами: уменьшить перевозимый вес (включащий в том числе и массу автомобиля) и повысить эффективность сжигания топлива.
Что касается снижения веса автомобилей, то сделать это не просто: с одной стороны в кузовостроении всё шире применяется алюминий и композиты; с другой, - конкурентная гонка, - заставляет производителей внедрять в свои модели всё новых и новых электронных помощников, начиная с электростеклоподъёмников и электроприводов кресел, крышек багажников и вообще всего, что движется, и заканчивая панорамными люками, раздельным климат контролем, подогревом и массажем всего, что нужно и не нужно. А это дополнительный расход энергии и лишний вес.
Как же снизить вес автомобиля, да ещё сделать это без уменьшения жёсткости кузова и сохранив все системы безопасности, - ведь иначе машину не допустят к эксплуатации? При таких вводных, авто может «похудеть» только при уменьшении размеров. Но и это большинством покупателей не приветствуется. Им хочется, чтобы была больше, чем у соседа (имеется в виду машина). К тому же многие помнят из школьного курса истории, как российская императрица Екатерина Вторая путешествовала по городам и весям не выходя из дому, - просто поставив для этого деревянную избу на огромные сани. Поэтому облегчив и уменьшив всё что можно, производители обращают свои взоры на приводы – моторы и трансмиссии.
Как известно, КПД автомобилей с бензиновыми двигателями, составляет всего около 25%, а у дизельных – около 30%. Это, конечно, значительный прогресс, по сравнению с паровозом, но остальные-то 70-75% энергии буквально вылетают в трубу, грея и загрязняя атмосферу. К тому же, при равномерном движении по прямой, автомобили даже из этих 25-30%, - используют малую часть доступной энергии, оставляя остальную «про запас».
шасси с гибридным приводом
А нельзя ли просто уменьшить мощность двигателя, чтобы снизить расход топлива? К сожалению, это можно сделать только за счёт ухудшения динамики и снижения максимальной скорости, что большинству потенциальных покупателей опять же не понравится.
Выход – минимизировать потери во всех узлах, а кроме того, - накапливать свободную энергию, чтобы использовать её в нужные моменты: при ускорении, обгоне, движении с высокой скоростью. Это позволяют сделать гибридные технологии, внедряемые ведущими автомобильными компаниями в свои новые модели.
электромобиль и гибрид от КИА
Внешне гибридные электроавтомобили ничем не отличаются от своих бензиновых родичей, а вот внутреннее содержание у них гораздо богаче.
Самая распространённая схема, - установка на автомобиль, параллельно с бензиновым двигатем ещё одного, - электрического. В этом случае ДВС, чаще всего, приводит в движение передние колёса, а электродвигатель – задние. Такая машина становится не только более экономичной, но и полноприводной, что положительным образом сказывается на её возможностях. А гибридная схема в этом случае называется параллельной. Удачные примеры её реализации – одноплатформенные автомобили «Шевроле Вольт» и «Опель Ампера», разработанные американской корпoрацией General Motors, которые, кстати стали «автомобилями года» на конкурсах в Северной Америке и мировом.
Откуда же берётся энергия для электродвигателя и за счёт чего достигается экономия топлива? Электромотор получает электричество из аккумуляторов, причём, он же их и заряжает, работая в режиме генератора при торможении, а также в других режимах поездки, не требующих большой мощности ДВС.
Если машина оборудована аккумуляторами небольшой ёмкости, то технология называется микрогибридной, а если аккумуляторная батарея может обеспечить машину энергией для поездки на десятки километров, без участия ДВС, то это настоящий гибрид. Во многих гибридах можно заряжать аккумуляторы не только от мотора-генератора во время движения, но во время стоянки, - от бытовой электросети.
На Шанхайском автосалоне было представлено множество гибридов, о технических характеристиках которых, мы расскажем завтра.
Шанхайский автосалон, 2013 г.
Allyur, специально для ТМ «Volta bikes»
Фото автора