A kritikus környezeti helyzet és az egyre emelkedő üzemanyagárak arra kényszerítik a szállítmányozási ágazat gyártóit, hogy új megoldásokat keressenek. A belső égésű motorokat (ICE) továbbfejlesztik, módosítják és elektromos motorokkal "keverik". Hogy ez miért történik, és hogyan működik egy hibrid motor, azt a mai kiadványban mutatjuk be.

A két egység (belsőégésű motor és villanymotor) kombinálásának ötlete nem újdonság. 1897-ben a francia Parisienne des Voitures Electriques vállalat kezdett el hibrid motorral szerelt autókat gyártani, majd nem sokkal később az amerikai General Electric gyártotta az első hibridet négyhengeres benzinmotorral. De akkoriban egy ilyen újítás gazdaságilag nem volt életképes. Az üzemanyag olcsó volt, és a hibrid autók teljesítménye gyengébb volt, mint a hagyományos modelleké. De az idők megváltoztak. Az üzemanyag egyre drágább, a környezet egyre rosszabb. A vegyes hajtásláncú autók fontossá váltak és kezdtek népszerűvé válni.

Egyszerű szavakkal a bonyolult

Mi az a hibrid motor? A hibrid motor olyan rendszer, amely két összekapcsolt egységből áll: egy villanymotorból és egy benzinmotorból. Ezek külön-külön vagy egyszerre is működhetnek. Ezt a rendszert a jármű fedélzeti számítógépe vezérli. A vezetési módtól függően dönti el, hogy az adott pillanatban melyik típusú erőforrást használja.

Az elektromos motort városi közlekedéshez használják, amely nem igényel nagy teljesítményt a motortól. Ha országúton halad, a számítógép kikapcsolja az elektromos motort, és bekapcsolja az üzemanyagcellát.

Vegyes vezetés során – amikor a jármű motorja terhelés alatt, időnként gyorsítással és megállással működik – a két egység együtt dolgozik. Amíg az üzemanyagmotor működik, az elektromos egységet töltik. A hidrogénüzemű motorok különös figyelmet érdemelnek.

Energiatakarékosság a hibrid motorokban

Köztudott, hogy egy autó meghajtása hatalmas mennyiségű energiát igényel. Ez felvet egy jogos kérdést: Hogyan tud egy villanymotor, még kis terhelés mellett is, hosszú ideig működni kiegészítő akkumulátor-utánfutó nélkül. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik egy autóban lévő villanymotor, a teljes folyamatot nyomon kell követni az indulástól a leállásig.

Amikor a jármű elindul, vagy alacsony sebességgel halad, az akkumulátor által táplált villanymotor végzi a munkát. Ezután felgyorsítja a járművet a beállított sebességig, ameddig az elektromotor képes elmenni. A számítógép ezután kiad egy parancsot az üzemanyagmotor bekapcsolására. Ezzel egyidejűleg a belsőégésű motor energiájának egy részét a generátornak adja, amely helyettesíti az akkumulátort, és tovább táplálja az elektromos motort, párhuzamosan töltve az akkumulátort. A jármű így egyszerre két erőforrással működik.

Közepes sebességgel való haladáskor az elektromos motor kikapcsol, és csak a belsőégésű motor működik, amely feltölti az akkumulátor energiatartalékait. Amikor a belsőégésű motor terhelése megnő, az elektromos motor ismét segítségére siet. Az elektromos motor nem az egyetlen energiaforrás. A hibrid motorral felszerelt autó fékezési mechanizmusát úgy tervezték, hogy a fékezés során keletkező energiát elektromos energiává alakítsák át, és az elektromos motor meghajtására is használják. Ezt a fékezést "regeneratív fékezésnek" nevezik.

A fent leírt algoritmus a jármű hibrid hajtásláncának általános teljesítményét írja le. A mai napig háromféle ilyen motor létezik: soros, párhuzamos és vegyes.

A hibrid "szívek" munkájának lényege

Hibrid soros rendszer

Az ilyen áramkör működési elve a legegyszerűbb hibridnek tekinthető. A belső égésű motor ebben a típusban kiegészítő elem, és a generátor működtetésére szolgál. A generátor a belsőégésű motorból veszi az energiát, átalakítja azt elektromos árammá, és meghajtja a gépkocsit meghajtó villanymotort.

Ezt az elrendezést általában kis teljesítményű járművekben (kisautókban) használják. A használt akkumulátor azonban nagy kapacitású, és normál hálózati áramforrásról is tölthető. A nagy akkumulátorkapacitás lehetővé teszi a belsőégésű motor használatának minimalizálását, azaz az autót egy villanymotorral lehet hajtani, amelyet csak az akkumulátor táplál. A Chevrolet Volt egy olyan autómodell, amely szekvenciális hibrid rendszert használ.

Párhuzamos hibridautó-rendszer

A párhuzamos rendszer elve az, hogy a belsőégésű motor és a villanymotor úgy van beépítve, hogy együtt vagy külön-külön is használhatók. Az elektromos motor fő funkciója azonban ebben az áramkörben az, hogy gyorsításkor kiegészítő teljesítményt adjon a belső égésű motornak. Ezenkívül az elektromos motor indító és generátorként is szolgál. Az akkumulátorokat nem kell feltölteni, elegendő energiát termelnek a vezetés során.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – párhuzamos hibrid motorral szerelt modellek.

Szekvenciálisan – párhuzamos hibrid rendszer

Ebben a rendszerben egy belsőégésű motor és egy villanymotor egy bolygóműves sebességváltóval van összekötve, amely mindkét motortól a meghajtó kerekekhez továbbítja a teljesítményt.

A vegyes rendszer abban különbözik a párhuzamos rendszertől, hogy van egy generátor, amely áramot termel az elektromos motor számára.

A Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid a teljes hibridek képviselői.

A hibrid motorok pozitívumai

  1. A hibridek fő előnye a gazdaságosság. A minimális üzemanyag-fogyasztás 20%, ami az emelkedő árak mellett igen kézzelfogható előny.
  2. A két motor megosztása csökkenti a CO2-kibocsátást.
  3. Kiváló menetteljesítmény, amelyet a két motor által közösen termelt teljesítmény ésszerű felhalmozása és későbbi újraelosztása révén ér el.
  4. A hagyományos autókhoz képest a hibridek hatótávolsága kézzelfogható, ami azt jelenti, hogy üres tankkal is képesek tovább haladni.
  5. A hibrid motorok jellemzői a sztereotípiákkal ellentétben teljesen megegyeznek a hagyományos, belsőégésű motorral szerelt modellekkel, és más előnyökkel néha még felül is múlják azokat.
  6. Az elektromos motorok gyakorlatilag csendesek, ami növeli a jármű kényelmét.
  7. Az elektromos autóhoz képest a hibridek akkumulátorát az üzemanyaggal működő motor tölti, ami növeli a hatótávolságot.
  8. Az autó ugyanazzal a benzinnel működik, mint a hagyományos autók.

A hibridek hátrányai

  1. Az autó magas költségei.
  2. Az autó fenntartása drága. Az autó saját maga történő javítása nem valószínű, és szakképzett szakembereket nehéz találni. Az alkatrészek is garantáltan problémát jelentenek.
  3. Az éghajlati hőmérséklet-ingadozások rossz hatással vannak az akkumulátorokra, és önkisüléshez vezetnek.

Külsőleg a hibrid hajtásláncú autók nem különböznek klasszikus benzines társaiktól. Persze ha a hibridmotoros autók ugyanolyan drágák lennének, mint belsőégésű motorral hajtott társaik, és könnyen karbantarthatók, aligha utasítana el bárki is egy ilyen autót. De jelenleg a valóság az, hogy a hibrid és társa közötti árkülönbség átlagosan 4000 dollár. Még ha figyelembe vesszük az ilyen autók összes előnyét, beleértve az üzemanyag-fogyasztást is, a különbség még mindig aránytalan. Ha nincsenek meghibásodások, és a futásteljesítmény jelentős, az autó legjobb esetben is öt év alatt megtérül. Ez a helyzet nem ad okot optimizmusra. De ahogy a mondás tartja: "Annyi ember van, ahány vélemény", így a választás mindig az egyénen múlik.

Similar Posts