Проблема экономии энергоресурсов в настоящий момент стоит очень остро. Дорожающее автомобильное топливо способствует изобретению все новых и новых методов его экономии. Наилучшие результаты в минимальном потреблении горючего на сегодняшний день показывают автомобили с гибридными двигателями. Сегодня практически все мировые автопроизводители либо уже имеют такие модели своих машин, либо активно ведут работы над их созданием.
Гибридный двигатель. Что это?
На самом деле автомобили с так называемым гибридным двигателем имеют два мотора. Первый представляет собой обычный бензиновый либо дизельный агрегат. Второй мотор — это электродвигатель, который работает от специального, очень емкого аккумулятора. О том, чтобы заряжать его от обычной электрической розетки речи не идет. Он запасается энергией во время движения машины накатом или торможения.
История создания
Идея создания гибридного двигателя появилась еще в начале ХХ века. Эта мысль пришла в голову известному сегодня конструктору и основателю одноименного бренда Фердинанду Порше. Сначала он построил автомобиль только с одним электрическим мотором. Через некоторое время конструктора посещает идея о значительной модернизации модели. И Порше встраивает в схему трансмиссии сразу два бензиновых агрегата. Они питали энергией электродвигатели, которые устанавливались непосредственно на колеса и приводили их в движение. Часть невостребованной энергии (своего рода излишки) перетекала в аккумуляторы, где скапливалась, и впоследствии расходовалась когда это было необходимо. Однако в те времена идея гибридного двигателя не стала востребованной. Это обуславливалось дороговизной подобных машин и более высокой сложностью их обслуживания. Кроме того, вопрос экономии топлива стоял тогда не настолько остро как сегодня. К идее создания гибридного средства передвижения вернулись только в шестидесятых годах прошлого столетия, когда в мире случился бензиновый кризис. Основная работа велась в Америке. Конструктор Виктор Воук совместил роторный бензиновый двигатель с электрическим мотором на автомобиле Buick Skylark. Результаты оказались впечатляющими. Расход горючего уменьшился наполовину.
В СССР тоже велись подобные разработки. Руководил ими ученый Нурбей Гулиа. Советские конструкторы создали прототип грузовика с гибридным двигателем на базе УАЗ-450. Велись работы и по созданию гибридных автобусов. Однако востребованными эти технологии в Советском Союзе так и не стали.
Массовое производство серийных машин с гибридными двигателями началось на рубеже двадцатого и двадцать первого веков. Самым популярным гибридным автомобилем и по сей день является Тойота Приус. Первая модель этой машины увидела свет еще в 1997 году. С тех пор она неоднократно обновлялась и подвергалась рестайлингу. Наибольшую популярность автомобили, имеющие гибридный двигатель, завоевали в США. Там очень популярны не только компактные машины, но и внедорожники, и даже спортивные автомобили с такими двигателями.
Принцип работы
Существует три варианта гибридного двигателя:
- Последовательный;
- Параллельный;
- Последовательно-параллельный или смешанный.
Принцип работы первого варианта состоит в том, что бензиновый или дизельный двигатель соединен с электрогенератором. Этот генератор подает энергию электромоторам, которые приводят в движение ведущие колеса. Таким образом, при этом варианте бензиновый двигатель выступает всего лишь своеобразным помощником электрических моторов. Данная схема имеет массу недостатков и очень слабо распространена на современных автомобилях.
Параллельный вариант гибридного мотора работает по другому принципу. В этом случае энергия на колеса подается через специальный дифференциал. Она может идти как от двигателя внутреннего сгорания, так и от электромотора в зависимости от ситуации. Когда это требуется, энергия поступает сразу из двух этих источников. Особенностью данного варианта является еще и то, что он подразумевает использование механической коробки передач либо бесступенчатого вариатора. Наиболее распространен второй случай.
При смешанном варианте работы гибридного привода бензиновый или дизельный двигатель связан с электрическим мотором и электрогенератором так называемым планетарным редуктором. Эта схема работы очень сложна в изготовлении и обслуживании, а автомобили с такой схемой стоят намного дороже более простых аналогов. Наибольшее распространение этот вариант получил на автомобилях марки Лексус.
Плюсы и минусы гибридного двигателя
Сегодня, когда цены на топливо бьют новые рекорды, автомобили с гибридным двигателем становятся все более популярными у населения. Несомненно, что главной причиной является низкий расход горючего. Особенно значительной экономии можно добиться в городских условиях с частыми остановками на светофорах и пробками. В таких автомобилях работает так называемая система «старт – стоп», которая отключает двигатель внутреннего сгорания при коротких остановках и включает его снова во время начала движения. Кроме того, работает система рекуперации энергии. Таким образом, при торможении энергия накапливается в аккумуляторах и впоследствии расходуется электромотором. Использование двух двигателей позволило значительно увеличить мощность автомобилей. Аналоги с традиционными моторами уступают гибридным автомобилям в динамике разгона, поэтому в настоящее время такие агрегаты стали устанавливать на спортивные автомобили и внедорожники. Еще одним немаловажным фактором в пользу гибрида является меньшая зависимость от заправок. Заезжать на них владельцу таких машин приходится гораздо реже, что в свою очередь экономит значительную часть свободного времени. Кроме того, минимальные выбросы вредных веществ в атмосферу не могут не радовать экологов. А хозяина гибридного автомобиля, как правило, берет гордость за то, что он ездит на машине, в которой применены передовые технические разработки. Престиж сегодня для многих гораздо важнее практичности.
Однако есть в этой бочке меда и ложка дегтя. Самым существенным недостатком гибридных автомобилей является дороговизна. Уже при покупке машины владелец вынужден значительно переплачивать за машину с гибридной силовой установкой. Аналоги с традиционными моторами стоят существенно дешевле. Уже после покупки затраты также будут подстерегать автомобилиста на каждом шагу. Обслуживание этих машин, ввиду сложности конструкции, обходится существенно дороже. Особенно дороги аккумуляторы, от энергии которых работает электромотор. Они, к сожалению, не вечны и при интенсивной эксплуатации через несколько лет могут выйти из строя. Замена их новыми батареями очень дорогое удовольствие. Поэтому, несмотря на то что гибридный автомобиль потребляет мало топлива, назвать его экономичным и недорогим в эксплуатации нельзя. На сегодняшний момент покупка такой машины это скорее имиджевый ход, нежели забота о кошельке.
