Что такое гибридный автомобиль: как он работает, преимущества и недостатки

Очень долго автомобильная промышленность успешно сопротивлялась, устанавливая в машины традиционные двигатели внутреннего сгорания. Если и появлялись альтернативные версии, то лишь единично. Но сегодня все изменилось. Рассказываем, что такое гибридный автомобиль.

В статье рассказывается:

Гибридный автомобиль

Как мы все знаем, гибрид — это потомство, полученное от двух разных видов. Но понятие выходит за пределы биологии. Если говорить о транспорте, то гибридом называют машину, в которой есть ДВС и электродвигатель.

Это промежуточное звено между электромобилями и ТС с двигателями внутреннего сгорания. От ДВС еще не избавились, зато уже поставили дополнительный электромоторчик в помощь.

Положили глаз на гибридный автомобиль? Сперва оформите карту «Халва», чтобы иметь возможность приобрести Cherry в рассрочку*!

Хотя о подобных авто заговорили относительно недавно, существуют они чуть ли не дольше, чем привычные бензиновые и дизельные транспортные средства. Правда, в эволюционной гонке они уступили ТС с привычным двигателем внутреннего сгорания, но сегодня снова в деле.

Более того, есть несколько видов гибридных автомобилей. Рассмотрим основные из них.

Микрогибриды

Находятся на нижней ступени эволюции. Такие авто сложно назвать полноценными гибридами. По крайней мере теми, к которым мы привыкли. Суть в том, что дополнительного электродвигателя в них нет.

Зато есть умный генератор. Чем он отличается от стандартного? В первую очередь тем, что отключается во время разгона автомобиля. Это позволяет максимально эффективно использовать мощность двигателя и сократить расход топлива.

При торможении устройство включается, а вырабатываемую энергию запасает в аккумулятор повышенной мощности либо в суперконденсаторы. Когда генератор не работает, электроприборы запитываются накопленной энергией.

Получается, что хоть умный агрегат не дает дополнительной мощности к лошадиным силам ДВС, он их и не забирает. К тому же он помогает тормозить, подключаясь к двигателю.

Кстати, есть еще одна система, помогающая снизить расход топлива (а также загрязнение окружающей среды). Называется она Start-Stop. Ее суть в том, что когда автомобиль стоит, система глушит двигатель. Но не при каждой остановке, конечно, а при продолжительных. Например, в пробках.

Из плюсов выделяют дешевизну системы, малый вес, легкость обслуживания. Но существенным минусом называют небольшую экономию топлива — до 5%. А для работы системы Start-Stop нужны специальные аккумуляторы и стартеры.

MHEV – Mild (мягкий) Hybrid

Что такое мягкий гибрид? Это автомобили, которые еще используют ДВС, но при этом уже обзавелись дополнительным электромотором — стартером-генератором.

Его мощность относительно небольшая, поэтому только на электродвигателе покататься вряд ли получится. Но зато устройство работает во всех режимах езды.

• Во время разгона стартер-генератор работает в паре с ДВС, прибавляя к его мощности свои несколько скромных «лошадок». При этом крутящий момент у него может доходить до 150 Нм.
• Во время торможения устройство вырабатывает электричество, которое накапливается в аккумуляторе или суперконденсаторах. Также оно работает в паре с системой Start-Stop, глуша двигатель до остановки ТС, делая ее намного эффективнее.

Кроме того, девайс быстро, мягко и бесшумно запускает двигатель. Когда вы начинаете заводить автомобиль, стартер-генератор мгновенно разгоняет вал двигателя до 1000 об/мин. Устройство может быть установлено вместо штатного генератора либо маховика.

Если говорить о плюсах мягких гибридов, то можно отметить улучшенную динамику, мягкий старт двигателя, небольшую стоимость. Но есть и недостатки — низкий КПД системы, из-за чего большая часть энергии уходит на вращение вала двигателя. При этом экономия топлива обычно не превышает 10%, хотя некоторые производители могут заявлять и больше.

Полные гибриды (FHEV)

Если автомобиль может «сделать хотя бы пару шагов», используя только электродвигатель, то его относят к полным гибридам — Full Hybrid Electric Vehicles (FHEV). В таких ТС устанавливают более мощный электрический мотор.

Но одно дело, когда электродвигатель нужен только в помощь ДВС, и совсем другое — если нужно на своих шестеренках тащить полторы-две тонны металла. Поэтому полные гибриды конструктивно сложнее своих младших братьев.

Так как электродвижок должен уметь брать на себя «ответственность» за движение ТС, его не соединяют с ДВС жестко — между ними всегда есть дополнительное звено. Например, еще одно сцепление или специальная муфта.

Благодаря этому автомобиль может двигаться на одном только электродвигателе. Плюс это позволяет более эффективно накапливать энергию во время торможения. С другой стороны, к комплектованию автомобиля предъявляются дополнительные требования.

• Во-первых, нужна более совершенная батарея. Ее емкости должно быть достаточно, чтобы питать электрический движок несколько километров (а то и всю сотню!). К тому же она должна быть высоковольтной, чтобы электромотор смог работать в полную мощность.
• Во-вторых, нужен инвертор — штатной электронике автомобиля ни к чему большая мощность, которую выдает аккумулятор.
• В-третьих, мощные батареи во время работы могут (да что уж говорить — будут!) греться. Поэтому самым продвинутым из них потребуется дополнительное охлаждение.

Вся эта мишура навешивается на автомобиль и заметно увеличивает его массу, что плохо сказывается на динамике. Но что хуже – съедает часть экономии, ради которой гибриды и придумали. Впрочем, расход все равно снижается довольно эффективно.

FHEV делятся на три вида:

• последовательные,
• параллельные,
• последовательно-параллельные.

Рассмотрим каждый из видов более подробно.

Автомобили с последовательным гибридом

По сути, это почти электромобили, но пока еще с ДВС. В движение ТС приводит электромотор. При этом их может быть несколько — хоть по отдельному на каждое колесо! Классический мотор на жидком топливе тут играет вспомогательную роль — вырабатывает электричество для зарядки аккумуляторных батарей.

Благодаря этому последовательному гибриду не требуется коробка передач. Дело в том, что ДВС напрямую не связан с колесами. Вместо этого он крутит вал в оптимальном для генератора скоростном режиме. В итоге коэффициент полезного действия всех узлов возрастает, а уровень выбросов снижается.

При торможении электродвигатель тоже не теряется — он вырабатывает электроэнергию, которой заряжает аккумуляторы. В итоге все фишки гибрида позволяют сократить расход до 1–3 литров на сотню.

Параллельные гибриды

Идентичны мягким гибридам, но с тем отличием, что электродвигатель в них настолько мощный, что способен приводить в движение автомобиль без помощи ДВС. Второе отличие — наличие специальной муфты, которая «отстраняет» классический мотор от взаимодействия с колесами.

Так как двигатель внутреннего сгорания участвует в «движе», автомобилю все еще нужна коробка передач. Механика используется редко, обычно это либо вариатор, либо АКП.

Электромотор в параллельных гибридах чаще всего не может похвастаться мощностью, а аккумулятор — емкостью. В результате ни динамики вам, ни автономности. Запаса «электрохода» чаще всего хватает не более чем на сотню километров.

Но зато есть в семействе параллельных гибридов интересный мутант, у которого приводы распределены по осям: на одном от электромотора, на втором — от классического ДВС. При этом механически двигатели никак не соединены.

Такие авто даже имеют свое название — through the road. То есть «с дорожьей помощью», если по-нашему. В целом, это довольно хитрая и интересная схема сделать автомобиль полноприводным, причем гибридным.

Параллельно-последовательные гибриды

В этих автомобилях «коробка» плавно передает движение на оси от электромотора и ДВС. Электрический движок разгоняет автомобиль, а классический обеспечивает постоянную скорость движения. При торможении электродвигатель, как и в других видах гибридов, заряжает аккумуляторы.

Любопытно, что в некоторых параллельно-последовательных гибридах за заднюю передачу отвечает только электрический двигатель.

Подзаряжаемый гибрид (PHEV)

Высшая ступень полного гибрида. Возможно, последняя перед полноценным электромобилем. По сути, это любой вид FHEV, но с розеткой. То есть с возможностью заряжаться от сети. Как правило, оборудованы литий-ионными аккумуляторами – их можно заряжать большими электротоками.

Впрочем, «электроавтономность» у него будет все равно на уровне полного гибрида — около сотни километров. И это несмотря на скромные размеры электродвигателя. Но тут проблема в другом — в стандартном кузове легковушки сложно уместить одновременно и емкую батарею, и классический двигатель внутреннего сгорания.

PHEV идеальны для городского жителя. Сами посудите: до работы относительно близко, большинство магазинов либо по пути, либо рядом с основным будничным маршрутом. Плюс розетка почти всегда под рукой — аккумуляторы можно зарядить за ночь.

В этом случае можно ездить только на электромоторе. А если предстоит длительная загородная поездка, то расход топлива можно сократить практически на две трети (относительно машин с ДВС того же класса).

Плюсы и минусы авто с гибридом

Если электромобили — наше будущее, то гибридные — первые шаги к ним. Впрочем, у них есть не только плюсы, но и минусы.

Плюсы:

• лучше динамика и меньший расход топлива — преимущество перед автомобилями с классическим ДВС;
• большой запас хода и нет необходимости в постоянной зарядке аккумуляторов — то, чем гибрид выгодно выделяется перед электрокаром.

Впрочем, смотреть нужно и на отрицательные стороны гибридного автомобиля. Во-первых, гибриды сложнее в ремонте и зачастую требуют более сложные (и опять же дорогие) узлы по сравнению с машинами с классическим движком на ископаемом топливе.

Во-вторых, они не такие массовые, как авто с ДВС, поэтому и запчасти на них дороже. В некоторых случаях дело доходит до абсурдных сумм. Например, у PHEV от BMW рыночная стоимость может составлять около четырех миллионов рублей. При этом один только стартер-генератор для него стоит примерно миллион вечно деревянных.

Поэтому экономия на топливе не всегда оправдана — если потребуется ремонт, то вероятнее всего он будет настолько большим, что даже высокие цены на горючее не переплюнут затраты на него.

Заключение

Нам видится, что в ближайшем будущем мир будет ездить на автомобилях с двигателем, работающим на ископаемом топливе. Но при этом гибриды с каждым днем будут становиться более массовым явлением. Особенно на улицах городов.

А уже в немного отдаленном будущем большая часть транспортных средств будут оснащаться как ДВС, так и электромоторами. Но шагнуть в него можно уже сегодня, приобретя свой первый гибрид.

Вся информация о ценах, партнерах и тарифах актуальна на момент публикации статьи. Действующие магазины-партнеры Халвы