Гибридные технологии – путь к экономии топлива. Часть 1

06.08.2014
автомобили - двигатель прогресса, а реклама - двигатель торговли

     

 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
 
Китайская компания SAIC motor представила целую линейку гибридов и электромобилей

 
посещаемость некоторых стендов в выходные дни била все рекорды   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. 
 гибридная  Тойота Кэмри в разрезе
 
   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
 
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
 
электромобиль и  гибрид от  КИА

 
   Внешне гибридные электроавтомобили ничем не отличаются от своих бензиновых родичей, а вот внутреннее содержание у них гораздо богаче.

 
Шевроле Вольт
   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.
 
ауди гибрид
   
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