Cara kerja mesin hybrid, kelebihan dan kekurangan motor irit

Munculnya kendaraan hibrida telah menjadi ukuran paksa pembuat mobil dalam transisi dari mesin pembakaran internal (ICE) pada bahan bakar hidrokarbon ke pembangkit listrik yang lebih bersih. Teknologi belum memungkinkan penciptaan mobil listrik lengkap, mobil sel bahan bakar, atau lainnya dari daftar besar kemungkinan arah secara teoritis untuk pengembangan transportasi otonom, dan kebutuhannya telah matang.

Pemerintah mulai sangat menekan industri otomotif dengan persyaratan lingkungan, dan konsumen ingin melihat langkah maju kualitatif, dan bukan peningkatan mikroskopis lain dari motor yang dikenal selama lebih dari satu abad pada salah satu produk penyulingan minyak.

Mobil mana yang disebut "hibrida"

Unit daya tahap menengah mulai menjadi kombinasi dari desain mesin pembakaran internal yang sudah terbukti dan satu atau lebih motor listrik.

Bagian listrik dari unit traksi ditenagai oleh generator yang terhubung secara mekanis ke mesin gas atau mesin diesel, baterai, dan sistem pemulihan yang mengembalikan energi yang dilepaskan selama pengereman kendaraan ke penggerak.

Semua skema banyak untuk implementasi praktis dari ide tersebut disebut hibrida.

Terkadang pabrikan menyesatkan pelanggan dengan menyebut sistem hibrida di mana penggerak listrik hanya digunakan untuk menghidupkan motor utama dalam mode start-stop.

Karena tidak ada hubungan antara motor listrik dan roda dan kemungkinan mengemudi dengan traksi listrik, tidak benar untuk menghubungkan mobil semacam itu dengan mobil hibrida.

Prinsip pengoperasian mesin hybrid

Dengan semua variasi desain, mesin tersebut memiliki fitur umum. Tetapi perbedaannya begitu besar dari sudut pandang teknis sehingga sebenarnya mereka adalah mobil yang berbeda dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Perangkat

Setiap hibrida meliputi:

• mesin pembakaran internal dengan transmisinya, jaringan catu daya tegangan rendah terpasang dan tangki bahan bakar;
• motor traksi;
• baterai penyimpanan, paling sering tegangan cukup tinggi, terdiri dari baterai yang dihubungkan secara seri dan paralel;
• kabel daya dengan sakelar tegangan tinggi;
• unit kontrol elektronik dan komputer on-board.

Memastikan semua mode operasi transmisi mekanis dan listrik terintegrasi biasanya terjadi secara otomatis, hanya kontrol lalu lintas umum yang dipercayakan kepada pengemudi.

Skema kerja

Dimungkinkan untuk menghubungkan komponen listrik dan mekanik satu sama lain dengan cara yang berbeda; seiring waktu, skema spesifik yang sering digunakan telah menonjol.

Bagaimana cara kerja mobil hybrid?

Ini tidak berlaku untuk klasifikasi penggerak selanjutnya menurut bagian spesifik dari traksi listrik dalam keseimbangan energi secara keseluruhan.

Konsisten

Skema pertama, yang paling logis, tetapi sekarang sedikit digunakan di mobil.

Tugas utamanya adalah bekerja di alat berat, di mana komponen listrik kompak telah berhasil menggantikan transmisi mekanis besar, yang juga sangat sulit dikendalikan. Mesin, biasanya mesin diesel, dimuat secara eksklusif pada generator listrik dan tidak terhubung langsung ke roda.

Arus yang dihasilkan oleh generator dapat digunakan untuk mengisi baterai traksi, dan jika tidak disediakan, ia dikirim langsung ke motor listrik.

Bisa ada satu atau lebih, hingga pemasangan di setiap roda mobil sesuai dengan prinsip yang disebut roda motor. Jumlah daya dorong diatur oleh unit daya listrik, dan mesin pembakaran internal dapat terus beroperasi dalam mode paling optimal.

Sejajar

Skema ini sekarang yang paling umum. Di dalamnya, motor listrik dan mesin pembakaran internal bekerja untuk transmisi umum, dan elektronik mengatur rasio konsumsi energi yang optimal oleh masing-masing drive. Kedua mesin terhubung ke roda.

Mode pemulihan didukung, ketika, selama pengereman, motor listrik berubah menjadi generator dan mengisi ulang baterai penyimpanan. Untuk beberapa waktu, mobil hanya dapat bergerak dengan muatannya, mesin pembakaran internal utama teredam.

Dalam beberapa kasus, baterai berkapasitas besar digunakan, dilengkapi dengan kemungkinan pengisian daya eksternal dari jaringan AC rumah tangga atau stasiun pengisian khusus.

Secara umum, peran baterai di sini kecil. Tetapi perpindahannya disederhanakan, sirkuit tegangan tinggi yang berbahaya tidak diperlukan di sini, dan massa baterai jauh lebih sedikit daripada kendaraan listrik.

Campuran

Sebagai hasil dari perkembangan teknologi penggerak listrik dan kapasitas penyimpanan, peran motor listrik dalam menciptakan daya tarik telah meningkat, yang telah menyebabkan munculnya sistem seri-paralel yang paling canggih.

Di sini, mulai dari diam dan bergerak dengan kecepatan rendah dilakukan pada traksi listrik, dan mesin pembakaran internal terhubung hanya ketika output tinggi diperlukan dan ketika baterai habis.

Kedua motor dapat beroperasi dalam mode penggerak, dan unit elektronik yang dipikirkan dengan matang memilih di mana dan bagaimana mengarahkan aliran energi. Pengemudi dapat mengikuti ini pada tampilan informasi grafis.

Generator tambahan digunakan, seperti pada rangkaian seri, yang dapat memasok energi ke motor listrik atau mengisi baterai. Energi pengereman dipulihkan melalui kebalikan dari motor traksi.

Ini adalah berapa banyak hibrida modern yang diatur, khususnya yang pertama dan terkenal - Toyota Prius

Bagaimana cara kerja mesin hybrid pada contoh Toyota Prius

Mobil ini sekarang berada di generasi ketiga dan telah mencapai tingkat kesempurnaan tertentu, meskipun hibrida yang bersaing terus meningkatkan kompleksitas dan efisiensi desain.

Dasar penggerak di sini adalah prinsip sinergi, yang menurutnya mesin pembakaran internal dan motor listrik dapat berpartisipasi dalam kombinasi apa pun dalam menciptakan torsi pada roda. Paralelisme pekerjaan mereka menyediakan mekanisme kompleks dari tipe planet, di mana aliran daya dicampur dan ditransmisikan melalui diferensial ke roda penggerak.

Percepatan start dan start dilakukan oleh motor listrik. Jika elektronik menentukan bahwa kemampuannya tidak cukup, mesin bensin ekonomis yang beroperasi pada siklus Atkinson terhubung.

Pada mobil konvensional dengan motor Otto, siklus termal seperti itu tidak dapat digunakan karena kondisi transien. Tapi di sini mereka disediakan oleh motor listrik.

Mode idle dikecualikan, jika Toyota Prius secara otomatis menyalakan mesin pembakaran internal, maka pekerjaan segera ditemukan untuk itu, untuk membantu dalam akselerasi, mengisi baterai atau menyediakan AC.

Terus-menerus memiliki beban dan bekerja pada kecepatan optimal, meminimalkan konsumsi bensin, berada pada titik paling menguntungkan dari karakteristik kecepatan eksternal.

Cara kerja Toyota Prius

Tidak ada starter tradisional, karena motor seperti itu hanya dapat dihidupkan dengan memutarnya ke kecepatan yang signifikan, yang dilakukan oleh generator reversibel.

Baterai memiliki kapasitas dan voltase yang berbeda, dalam versi PHV yang dapat diisi ulang yang paling kompleks, ini sudah cukup umum untuk kendaraan listrik 350 volt pada 25 Ah.

Keuntungan dan kerugian dari hibrida

Seperti kompromi apa pun, hibrida lebih rendah daripada kendaraan listrik murni dan yang berbahan bakar minyak klasik biasa.

Tetapi pada saat yang sama mereka memberikan keuntungan di sejumlah properti, untuk seseorang yang bertindak sebagai yang utama:

• penyederhanaan cara yang digunakan untuk memerangi emisi berbahaya dari mesin pembakaran internal;
• mencapai beberapa ekonomi bahan bakar, namun diperebutkan;
• kemungkinan pergerakan pada traksi listrik murni di mana penggunaan mesin pembakaran internal dilarang;
• peningkatan yang cukup sederhana dalam kapasitas yang dinyatakan;
• ketidakmungkinan, tidak seperti mobil listrik, untuk tetap tanpa energi jauh dari jaringan listrik.

Semua kerugian terkait dengan komplikasi teknologi:

• kebutuhan akan personel yang kompeten yang dilatih secara khusus untuk bekerja dengan hibrida;
• peningkatan massa kendaraan, yang juga mengkonsumsi bahan bakar;
• harga mobil yang lebih tinggi;
• kerugian kendaraan listrik karena pelestarian mesin pembakaran internal dan segala sesuatu yang berhubungan dengannya;
• teknologi yang masih kurang berkembang dan kurangnya pendekatan terpadu untuk desain;
• keramahan lingkungan yang buruk dalam produksi baterai dan pembuangannya.

Ada kemungkinan bahwa produksi hibrida akan berlanjut setelah hilangnya mobil klasik sepenuhnya.

Tetapi ini hanya akan terjadi jika satu mesin bahan bakar hidrokarbon yang kompak, ekonomis, dan terkontrol dengan baik dibuat, yang akan menjadi tambahan yang bagus untuk mobil listrik masa depan, yang secara signifikan meningkatkan otonominya yang masih tidak mencukupi.