Otomatik melezler - bir geçiş dönemi mi yoksa bağımsız bir araba türü mü?

Kusur arabalar Elektrik çekişi ve hidrokarbonlarla ilgili alternatif bir enerji kaynağı bulma ihtiyacı, bilim adamlarını ve tasarımcıları uzlaşma aramaya “zorluyor”. Sonuç, dünya otomobil pazarlarında hibritlerin (sıvı yakıt ve itiş gücü için pil kullanan otomobiller) ortaya çıkmasıydı. Geleneksel içten yanmalı motorların yerini tamamen aldıkları söylenemez ama pazarda sağlam bir yer tutuyorlar.


İlk hibrit, hiç kimsenin atmosferik kirliliği ve gezegendeki hidrokarbon rezervlerinin sonunu düşünmediği bir zamanda ortaya çıktı. 1899'da Ferdinand Porsche, halka gazlı elektrikli bir araba modeli olan Lohner Elektrikli Şezlong'u sundu. Ancak bu daha çok elektrik akımının yeteneklerinin bir göstergesiydi.



70'lerde patlak veren şiddetli enerji krizi sırasında bu fikre geri döndüler. Bununla birlikte, karma enerji tüketimine sahip gerçekten çalışan ve seri üretilen ilk makineler 90'lı yıllarda ortaya çıkmaya başladı. Bu süre zarfında, melezlerin oldukça uyumlu bir sınıflandırma sistemi geliştirildi. Güç ünitesinin tasarımı, hareket sürecinde elektriğin "katılım" payı ile bağlantılıdır. Öncelikle hibrit arabalar güç ünitesinin yerleşimine göre gruplara ayrılır.

Seri tasarım

Bu ilkti ve geçen yüzyılda Porsche tarafından bir gösteri modelinde kullanıldı. Sistemin özü, ana bileşenlerin sıralı çalışmasında yatmaktadır. Aracın hareketi bir elektrik motoru tarafından sağlanıyor ve geleneksel bir içten yanmalı motor, akım üreten bir jeneratörü döndürüyor. Bu durumda şanzımana veya şanzımana gerek kalmaz. Ancak enerjiyi depolamak için geniş pillere ihtiyacınız var. Bu şema, hız arttıkça gücü düşen elektrik motorlarının kusurlu olması nedeniyle binek araçlarda kök salmadı. Sonuç olarak, yüksek hız geliştirmek zordu: Daha güçlü bir içten yanmalı motor ve artırılmış kapasiteye sahip bir akü kurmak gerekiyordu. İkincisinin bir prizden şarj edilmesinin ayrı bir motordan daha kolay ve daha ucuz olduğu ortaya çıktı. Ancak plan unutulmadı: madencilik damperli kamyonları, lokomotifler ve bazı otobüsler.

paralel melezler

Tasarım, 1905 yılında Almanya'dan Henry Pipper tarafından patentlendi. Bugün, bu şema en yaygın olanıdır. Özü, elektrik motorunun içten yanmalı motorun arabayı hızlandırmasına yardımcı olması ve fren yaparken rejeneratif enerji biriktirmesidir. Şanzımanın rolü çoğunlukla bir varyatör, bazen bir planet dişli tarafından oynanır. Ancak Honda tasarımcıları, CR-Z hibrit coupe'lerine 6 vitesli bir manuel şanzıman "bağlamayı" başardılar. Paralel olarak yapılan otomobiller, yüksek kapasiteli pillere ihtiyaç duymaz, bu da otomobilin maliyetini düşürür.

"Karışık" melezler

Bu garip ifade, başka bir motor tipini karakterize eder. Her iki devre de çalışır - seri ve paralel. Çarpıcı bir örnek, Toyota Prius'un yanı sıra h ön ekine sahip bazı Lexus modelleridir. Bu, aracın Hybrid Synrgy Drive ile donatıldığı anlamına gelir. Şanzıman yok ve ECU hızı düzenliyor: ECVT çıkıyor - sürekli değişken planet şanzıman. Bilimsel olarak buna "sinerji" denir - elektrik motorunun ve içten yanmalı motorun ortak çalışması.



Daha sonra, hibritlerin elektrik enerjisi kullanım derecesine göre sınıflandırılmasını dikkate almaya değer. Bazı tasarımlarda yardımcı rol üstlenirken, bazılarında içten yanmalı motorla neredeyse aynı seviyede çalışıyor.

MHEV

"Hafif" hibritler, motor elektrifikasyonunun "alt" aşamasını temsil eder. Bu teknolojilerden biri, içten yanmalı motor üzerindeki yükü azaltmak için hızlanma sırasında kapanan "akıllı" bir jeneratörün kullanılmasını içerir. Bu durumda enerji, hız düşürülerek, fren yapılarak üretilir. Devre basittir - bir mikrodenetleyici takılarak herhangi bir araca uygulanabilir. Ama bunun da pek bir anlamı yok. Yol boyunca start-stop sistemini kullanırsanız daha fazla olacaktır. Bu, motorun otomatik olarak tamamen durması anlamına gelir (örneğin, bir trafik ışığına yaklaşırken). Ancak burada, frenleme sırasında jeneratör görevi gören ve rejeneratif enerji toplayan özel bir marş motoruna ihtiyacınız olacak. Bulunabilir:

• ? standart cihazın yerine, ancak güçlendirilmiş bir tahrik kayışı ve bir çift ek makara ile
  
• ? volan yerine
  

MHEV hibrit güç depolamak için küçük bir pile ihtiyaç duyacaktır. Aynı zamanda isteğe bağlı olarak arabayı daha hızlı hızlandırmak için kullanılabilir. Örneğin, güçlü bir motora ve benzer bir sisteme sahip bir Audi'de, elektrikle çalışan bir hava üfleyiciye (turbo) güç sağlamak için 48 voltluk bir pil takılır. Bu tür makinelerde yakıt tasarrufu% 10'a ulaşıyor.

Plug-in veya FHEV (tam hibritler)

Tam hibritler, yalnızca elektrikli çekişle en azından kısa bir mesafe kat edebilen bir araba kategorisini içerir. Bu tür makineler, "hafif" hibritlerle karşılaştırıldığında tasarım açısından çok daha karmaşıktır. Bunun nedeni, elektrik motorunun içten yanmalı motora kalıcı olarak bağlı olmamasıdır: aralarına ek bir tertibat (debriyaj veya debriyaj) takılmalıdır. Onun sayesinde araba sessiz bir güç ünitesiyle hareket ediyor ve fren yaparken aküyü daha iyi şarj ediyor. Diğer zorluklar:

• ? daha büyük bir bataryaya ihtiyaç duyar
  
• ? bir invertör, kontrolör kurmanız gerekir
  
• ? bazı durumlarda ayrı bir soğutma sistemi gerekir
  

Sonuç olarak, hibritin toplam kütlesi ve maliyeti ciddi şekilde artıyor. Bununla birlikte, yakıt tasarrufu şimdiden göze çarpmaktadır ve %70'e kadar çıkabilir. Ek olarak, elektrik motoru araca dinamik katar, tabii ki rotada pili şarj etmek için sık sık yavaşlamanız gerekmediği sürece.

Elektrikli dört tekerlekten çekişli makineler

Bu, yukarıda tartışılan FHEV sisteminin varyantlarından biridir. İşte burada “işbölümü” devreye giriyor. Örneğin, geleneksel bir içten yanmalı motor (robot şanzımanlı bir dizel motor olabilir) ön tekerlekleri döndürür ve ayrı bir şanzımanla donatılmış bir elektrik motoru arka tekerlekleri tahrik eder.

Böyle bir teknik çözüm, neredeyse tüm tek tahrikli arabaları 4x4 araca ve hatta hibrit motora dönüştürmeye izin verir. Aynı zamanda, içten yanmalı motorda yapılan değişiklikler asgari düzeydedir: Değişiklikler, elektrikli motorların ve bir bataryanın takılı olduğu aracın arkasında yapılır. Yakıt ekonomisi %20 veya daha fazlasına ulaşır (farklı şirketler genellikle çok farklı veriler sağlar).

Melezlerden sonra ne olur?

Cevap kesindir - arabalar tamamen elektrik enerjisine dönüştürülür. En verimli, kullanımı kolay pillerin ve motorların oluşturulmasına izin veren teknolojilerin eksikliği, geniş dağıtımlarını hala engelliyor. Ancak zorluklara rağmen otomobil devleri çeşitli türlerde hibritleri piyasaya sürmeye ve model hatlarını sürekli güncellemeye devam ediyor. Bu, "evrensel" bir motora sahip arabaların zaten hayranları ve düzenli müşterileri olduğunu iddia etmek için sebep veriyor. "Elektrifikasyon" süreci tüm hızıyla devam ediyor ve çevre dostu arabalara geçiş hemen köşede.