Hibrit motor nasıl çalışır, ekonomik motorun artıları ve eksileri
Içerik
Hibrit araçların ortaya çıkması, hidrokarbon yakıtlı içten yanmalı motorlardan (ICE) daha temiz enerji santrallerine geçişte otomobil üreticilerinin zorunlu bir önlemi haline geldi. Teknoloji henüz tam teşekküllü bir elektrikli otomobilin, bir yakıt hücreli otomobilin veya özerk taşımacılığın geliştirilmesi için teorik olarak olası geniş bir listeden herhangi birinin yaratılmasına izin vermedi ve ihtiyaç zaten olgunlaştı.
Hükümetler, çevresel gerekliliklerle otomobil endüstrisini güçlü bir şekilde sıkıştırmaya başladı ve tüketiciler, petrol arıtma ürünlerinden birinde bir yüzyıldan fazla bir süredir bilinen bir motorun başka bir mikroskobik gelişimini değil, ileriye doğru niteliksel bir adım görmek istediler.
Hangi arabaya "hibrit" denir
Ara aşamanın güç ünitesi, zaten kanıtlanmış bir içten yanmalı motor tasarımının ve bir veya daha fazla elektrik motorunun bir kombinasyonu olmaya başladı.
Çekiş ünitesinin elektrik kısmı, bir gaz motoruna veya dizel motora mekanik olarak bağlı jeneratörler, piller ve araç frenleme sırasında açığa çıkan enerjiyi sürücüye geri döndüren bir geri kazanım sistemi tarafından çalıştırılır.
Fikrin pratik uygulaması için sayısız şemaya melez denir.
Bazen üreticiler, elektrikli sürücünün yalnızca ana motoru start-stop modunda başlatmak için kullanıldığı hibrit sistemleri arayarak müşterileri yanlış yönlendirir.
Elektrik motorları ile tekerlekler arasında bir bağlantı olmadığı ve elektrikli çekişle sürüş imkanı olmadığı için bu tür arabaları hibrit araçlara bağlamak yanlış olur.
Hibrit motorların çalışma prensibi
Tüm tasarım çeşitliliği ile bu tür makinelerin ortak özellikleri vardır. Ancak teknik açıdan farklılıklar o kadar büyük ki, aslında kendi avantajları ve dezavantajları olan farklı arabalar.
Cihaz
Her hibrit şunları içerir:
- şanzıman, yerleşik düşük voltajlı güç kaynağı ağı ve yakıt deposu ile içten yanmalı motor;
- çekiş motorları;
- seri ve paralel bağlı pillerden oluşan, genellikle oldukça yüksek voltajlı depolama pilleri;
- yüksek voltajlı anahtarlamalı güç kablolaması;
- elektronik kontrol üniteleri ve araç bilgisayarları.
Entegre bir mekanik ve elektrik iletiminin tüm çalışma modlarının genellikle otomatik olarak gerçekleşmesini sağlamak, sürücüye yalnızca genel trafik kontrolü emanet edilir.
İş şemaları
Elektrikli ve mekanik bileşenleri farklı şekillerde birbirine bağlamak mümkündür; zamanla, iyi kurulmuş spesifik, sıklıkla kullanılan şemalar ön plana çıkmıştır.
Bu, genel enerji dengesinde elektrik çekişinin belirli payına göre tahrikin sonraki sınıflandırması için geçerli değildir.
tutarlı
İlk şema, en mantıklı, ancak şimdi arabalarda çok az kullanılıyor.
Ana görevi, kompakt elektrikli bileşenlerin, kontrol edilmesi de çok zor olan hacimli mekanik şanzımanın yerini başarıyla aldığı ağır ekipmanlarda çalışmaktı. Genellikle dizel motor olan motor, yalnızca bir elektrik jeneratörüne yüklenir ve tekerleklere doğrudan bağlı değildir.
Jeneratörün ürettiği akım, cer aküsünü şarj etmek için kullanılabilir ve sağlanmadığı durumlarda doğrudan elektrik motorlarına gönderilir.
Sözde motor tekerlekleri ilkesine göre, bir arabanın her bir tekerleğine kuruluma kadar bir veya daha fazla olabilir. İtme miktarı, güç elektrik ünitesi tarafından düzenlenir ve içten yanmalı motor sürekli olarak en uygun modda çalışabilir.
paralel
Bu şema şimdi en yaygın olanıdır. İçinde, elektrik motoru ve içten yanmalı motor, ortak bir şanzıman için çalışır ve elektronikler, her bir sürücü tarafından optimum enerji tüketimi oranını düzenler. Her iki motor da tekerleklere bağlıdır.
Kurtarma modu, frenleme sırasında elektrik motoru bir jeneratöre dönüştüğünde ve akümülatörü yeniden şarj ettiğinde desteklenir. Bir süre, araba sadece şarjı üzerinde hareket edebilir, içten yanmalı ana motor boğuktur.
Bazı durumlarda, bir ev AC ağından veya özel bir şarj istasyonundan harici şarj imkanı ile donatılmış, önemli bir kapasiteye sahip bir pil kullanılır.
Genel olarak, burada pillerin rolü küçüktür. Ancak anahtarlamaları basitleştirilmiştir, burada tehlikeli yüksek voltaj devrelerine ihtiyaç yoktur ve pilin kütlesi elektrikli araçlardan çok daha azdır.
karışık
Elektrikli tahrik teknolojisi ve depolama kapasitesinin gelişmesi sonucunda, elektrik motorlarının çekiş gücü yaratmadaki rolü artmış, bu da en gelişmiş seri-paralel sistemlerin ortaya çıkmasına neden olmuştur.
Burada, durmadan başlayıp düşük hızlarda hareket, elektrik çekişinde gerçekleştirilir ve içten yanmalı motor, yalnızca yüksek çıkış gerektiğinde ve piller bittiğinde bağlanır.
Her iki motor da sürüş modunda çalışabilir ve iyi düşünülmüş bir elektronik ünite, enerji akışlarının nereye ve nasıl yönlendirileceğini seçer. Sürücü bunu grafik bilgi ekranından takip edebilir.
Seri bir devrede olduğu gibi, elektrik motorlarına enerji sağlayabilen veya bir pili şarj edebilen ek bir jeneratör kullanılır. Frenleme enerjisi, çekiş motorunun tersi aracılığıyla geri kazanılır.
Bu, özellikle ilk ve iyi bilinenlerden biri olan kaç modern melezin düzenlendiğidir - Toyota Prius
Toyota Prius örneğinde hibrit motor nasıl çalışır?
Bu araba şu anda üçüncü neslinde ve belirli bir mükemmellik derecesine ulaştı, ancak rekabet halindeki melezler tasarımların karmaşıklığını ve verimliliğini artırmaya devam ediyor.
Buradaki sürüşün temeli, içten yanmalı bir motor ve bir elektrik motorunun tekerlekler üzerinde tork yaratmada herhangi bir kombinasyona katılabileceği sinerji ilkesidir. Çalışmalarının paralelliği, güç akışlarının karıştırıldığı ve diferansiyel aracılığıyla tahrik tekerleklerine iletildiği gezegen tipi karmaşık bir mekanizma sağlar.
Kalkış ve kalkış hızlanması bir elektrik motoru tarafından gerçekleştirilir. Elektronik, yeteneklerinin yeterli olmadığını belirlerse, Atkinson çevriminde çalışan ekonomik bir benzinli motor bağlanır.
Otto motorlu geleneksel otomobillerde, geçici koşullar nedeniyle böyle bir termal çevrim kullanılamaz. Ama burada bir elektrik motoru tarafından sağlanıyorlar.
Toyota Prius içten yanmalı motoru otomatik olarak çalıştırırsa, rölanti modu hariç tutulur, daha sonra hızlanmaya yardımcı olmak, aküyü şarj etmek veya klima sağlamak için hemen iş bulunur.
Sürekli yükte olan ve optimum hızda çalışan dış hız özelliğinin en avantajlı noktasında benzin tüketimini minimuma indirir.
Geleneksel bir marş motoru yoktur, çünkü böyle bir motor sadece önemli bir hıza döndürülerek çalıştırılabilir, bu tersine çevrilebilir bir jeneratörün yaptığı şeydir.
Piller farklı kapasitelere ve voltajlara sahiptir, PHV'nin en karmaşık şarj edilebilir versiyonunda bunlar, 350 Ah'de 25 volt elektrikli araçlar için zaten oldukça yaygındır.
Hibritlerin avantajları ve dezavantajları
Herhangi bir uzlaşma gibi, hibrit araçlar da saf elektrikli araçlardan ve alışılmış klasik yağ yakıtlı araçlardan daha düşüktür.
Ancak aynı zamanda, ana özellikler olarak hareket eden biri için bir dizi mülkte kazanç sağlarlar:
- içten yanmalı motorların zararlı emisyonlarıyla mücadelede kullanılan araçların basitleştirilmesi;
- tartışmalı olsa da bir miktar yakıt ekonomisi elde etmek;
- içten yanmalı motorların kullanımının yasak olduğu durumlarda saf elektrik çekişinde hareket imkanı;
- beyan edilen kapasitede oldukça basit bir artış;
- elektrikli bir arabanın aksine, elektrik şebekesinden enerjisiz kalmanın imkansızlığı.
Tüm dezavantajlar teknolojinin karmaşıklığı ile ilişkilidir:
- hibritlerle çalışmak için özel olarak eğitilmiş yetkin personel ihtiyacı;
- yakıt tüketen aracın kütlesinde bir artış;
- arabanın daha yüksek fiyatı;
- içten yanmalı motorun ve onunla bağlantılı her şeyin korunması nedeniyle elektrikli araçların kaybı;
- hala yeterince gelişmemiş teknolojiler ve tasarım için birleşik bir yaklaşımın olmaması;
- pillerin üretiminde ve bertarafında zayıf çevre dostu.
Klasik otomobillerin tamamen ortadan kalkmasının ardından hibrit üretiminin devam etmesi mümkün.
Ancak bu, yalnızca geleceğin elektrikli otomobiline iyi bir katkı olacak ve hala yetersiz özerkliğini önemli ölçüde artıracak tek bir kompakt, ekonomik ve iyi kontrol edilen hidrokarbon yakıt motoru oluşturulduğunda gerçekleşecektir.
