RSS
Свежие новости
Последние статьи
Подписаться на новости
Сегодня — 26408 подписчика(ов)
Реклама
Главная > Технологии > Гибридные двигатели. Часть 1

Гибридные двигатели. Часть 1

12.05.2008
Наш мир практически окончательно разделился на «искусственное» и «натуральное».
В конце концов человечество сможет найти альтернативу всему, что его окружает. И это так же неизбежно, как смена прошлого настоящим, а сегодняшнего дня завтрашним.
Однако практически во всех областях нашей жизни есть вещи, не требующие модификаций и апгрейда с течением времени, своеобразная «классика жанра». Будь то Первый концерт Чайковского для фортепиано с оркестром, фрески Микеланджело в Сикстинской капелле, рассказы Чехова или легендарная американская «восьмерка» Hemi.
Кстати, а какие ассоциации у вас вызывает словосочетание «настоящий автомобиль»? Вряд ли в памяти всплывает силуэт экономичной японской малолитражки или новейшего флагмана из Баварии или Ингольдштадта. Остаться в душах людей «настоящим», обладая парой безупречных характеристик и полным набором наисовременнейших опций, невозможно. Пройдет время, и представления о «мимолетном совершенстве» поменяются.
Сегодняшние автомобили, двигатели которых работают тише швейной машинки, поражают удельной мощностью и точностью расчетов электронных «мозгов».

Гибриды вчера
В недалеком прошлом гибридными называли агрегаты, способные работать на нескольких видах горючего топлива, и двигатели с так называемым послойным смесеобразованием.
Многотопливные моторы обладают достаточно сложной конструкцией и работают на чрезвычайно высоких степенях сжатия. Так, например, в двигателе MTU (Mercedes-Benz) степень сжатия составляет 25 единиц. В то время как у современных массовых агрегатов, потребляющих высокооктановый бензин, степень сжатия колеблется от 9 до 10 единиц, а у дизелей лежит в пределах 16—17.
Одним из простейших и ярких примеров подобных силовых установок можно считать мотор, работающий на бензине и газе (природном или полученном из нефти). Такие двигатели пользуются популярностью в странах с высокими ценами на бензин (Италия, государства Южной Америки).
Послойное смесеобразование применяется в бензиновых агрегатах для снижения расхода топлива и вредных выбросов на средних нагрузках.
Кроме двух вышеназванных типов существовал и еще один — гибридный, представляющий собой работающие в паре ДВС и электродвигатель. Почему-то в большинстве справочников он не указан, и создается ощущение, что данная технология родилась совсем недавно.
Как оказалось, «первые ласточки» появились на рубеже XIX—XX-го веков. Более того, некоторым разработчикам удалось перейти от проектов к мелкосерийному производству. Начиная с 1897 года и на протяжении 10 последующих лет, французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила партию электромобилей и машин с гибридными двигателями. В 1900 году General Electric сконструировала гибридный автомобиль с 4-цилиндровым бензиновым мотором. А с конвейера Walker Vehicle Company of Chicago «гибридные» грузовики сходили до 1940 года.

Почему же тогда идея электродвигателей и гибридов не прижилась?
На первую часть этого вопроса еще в 30-х годах прошлого века ответил академик Е. А. Чудаков. Проведенное им сопоставление характеристик моторов различных типов выглядит так: бензиновый занял первое место по скорости и намного превзошел электрический по запасу хода, зато по надежности и КПД бензиновый ДВС проиграл. Стоит заметить, что ресурсные и экологические проблемы в те времена еще не рассматривались. Продвижению же гибрида «в массы» тогда помешала высокая цена комплектующих электроустановок, а также малые мощности и непомерный вес элементов питания (аккумуляторных батарей).

Гибриды сегодня
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой — экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение — геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов «черного золота».
Сегодня смело можно сказать: эпоха ДВС как основного источника энергии на автомобиле подходит к логическому завершению. Подтверждение этому уже не опытные, а серийные модели с гибридными силовыми установками.

Спустя ровно 110 лет (в 1997 году) после появления первого гибридного автомобиля компания Toyota представила массовую модель Prius. Изюминка Prius — электромотор, батарею которого не надо заряжать от внешней сети. Энергия для заряда аккумулятора вырабатывается прямо на борту автомобиля. Мощность 1,5-литрового бензинового двигателя этой модели — 53 кВт (57 кВт — Prius 2-го поколения), тягового электромотора — 33 кВт (50 кВт — Prius 2-го поколения). Максимальная скорость составляет 160 км/ч, а расход топлива 4,6 л (4 л — Prius 2-го поколения) на 100 км. В 2004 году на Международном конкурсе в Германии силовой агрегат Toyota Prius занял первые места сразу в четырех (!) номинациях, в том числе и в самой престижной — «Лучший двигатель 2004 года».
Однако на данный момент венцом творения компании Toyota (на сегодняшний день мирового лидера в освоении гибридных технологий) является совсем другой автомобиль, о нем чуть позже.

Прочитано: 18461 раз

Источник: HCars.Ru





Комментарии:


Имя: ромис · Дата: 13:48 15.09.2010
: Пьезогенератор в ДВС.
Если в головку цилиндров двс, со стороны камеры сгорания, вмонтировать пьезоэлементы так, чтобы не нарушить профиль и объем камеры сгорания, а соответственно и степень сжатия, то можно получить дополнительный источник электроэнергии. Во время рабочего такта пьезоэлементы будут сдавливаться, вырабатывая при этом электроэнергию. Характерно что на ее производство никаких дополнительных затрат механической или тепловой энергии практически не потребуется. Количество выработанной таким способом электроэнергии будет зависеть от количества и мощности пьезоэлементов, а также от числа оборотов двигателя. И если этой электроэнергии хватит на обеспечение собственных потребностей автомобиля, то это значит, что можно отказаться от традиционного источника электроэнергии на автомобиле – генератора, и сэкономить около одной лошадиной силы мощности, отбираемой генератором. А если окажется избыток электроэнергии, ее можно использовать в гибридных автомобилях, для экономии топлива.
Хорошо бы еще пьезоэлементы вмонтировать и в головки поршней, но при этом не нарушая вес поршня, степень сжатия. Этим обеспечим еще большее воспроизводство, электроэнергии, но при тут возникнут сложности из- за необходимости надежного механизма для снятия высокого напряжения с пьезоэлементов, движущихся совместно с поршнем.
Конструктивно монтаж пьезоэлементов, возможно, производить различными, способами, при этом главное обеспечить надежность их срабатывания во время начала рабочего такта двигателя, в условиях высоких температур. Например, пьезоэлементы можно собирать в блоки и запрессовывать в головку цилиндра или поршня, спрятав их со стороны камеры сгорания под теплостойкую диафрагму, через которую будет происходить сдавливание пьезоэлементов.
Монтаж пьезоэлементов в головку блока можно построить следующим образом: В соответвии с наличием свободного пространства на головке блока, делаем лекальный шаблон, и делаем вырез по шаблону. Подбираем необходимые пьезоэлементы, монтируем их по лекальному шаблону. Делаем форму по шаблону, и вмонтируем туда подобранные пьезоэлементы, запрессовываем форму в головку при этом один общий электрод соединить с корпусом, а второй вывести через высоковольтную свечу, на трансформатор преобразователя. Таким же образом заполнить все свободные места в головке блока других цилиндров Работа очень точная и кропотливая. Далее испытать головку на течь и установить на двигатель. Остальное просто собрать эл. схему Преобразователь понижает электрические разряды до необходимого уровня напряжения, и далее преобразует в постоянный ток, который подзаряжает аккумуляторные батареи. См. схему.



С вмонтированных в головку блока пьезоэлементов снять напряжение сложности не представляет, достаточно высоковольтных электродов в виде свечи, с которой высоковольтный импульс подается на трансформатор преобразователя.
А вот для снятия напряжения с пьезоэлементов, вмонтированных в головку движущегося поршня, посложнее, тут необходим специальный подпружиненный токосъемник, или электрический шлейф, обеспечивающий контакт с поршнем и свечой на весь момент разряда пъезоэлементов. Вернее необходим механизм, надежно обеспечивающий передачу электрического разряда в момент рабочего такта, движения поршня вниз, и который бы не повлиял отрицательно на работоспособность и долговечность двигателя.
Разумеется, это только идея, которая требует серьезных расчетов, доработок и экспериментов для каждой конкретной модели двигателя, новых конструкций. но если это экономически целесообразно – почему бы и не попробовать.

Имя: ромис г Брянск · Дата: 14:47 15.09.2010
: Пьезогенератор в колесе автомобиля.
В целях экономии расхода топлива автомобиля, и снижения выброса загрязняющих веществ в окружающую среду, предлагаю технологию повторного использования энергии. А именно преобразовывать механическую энергию, надавливания катящегося колеса автомобиля на дорожное покрытие в электрическую. Преобразование возможно осуществлять с помощью пьезоэлементов, расположенных, (встроенных) в покрышке колеса автомобиля. Во время движения автомобиля, колесо, вращаясь, надавливает протектором на дорожное покрытие, и в месте соприкосновения колеса с поверхностью дороги происходит деформация покрышки. При этом сжимается пьезоэлемент, расположенный, между наружным более эластичным и внутренним более жестким, кордовым, слоем покрышки, чем продуцируется электрический заряд высокого напряжения. Этот заряд подается на преобразователь напряжения, далее на выпрямитель и аккумуляторные батареи, см. схему в предыдущем разделе.
Конструктивно это возможно исполнить различными способами. Например: объединив пъезоэлементы в группы, разместить их под выступами протектора. Это немного будет напоминать клавиатуру, опоясывающую колесо автомобиля. Вовремя движения выступы протектора будет играть роль надавливающих кнопок, и осуществлять сжатие пьезоэлементов. Пьезоэлементы в группах соединяются параллельно и далее подсоединяются анодами на одно токосъемное кольцо, а катодами на второе. Токосъемные кольца лучше всего делать в виде гибких тросиков, вмонтированных в края покрышки. В таком случае тросик будет служить токосъемником и одновременно увеличивать прочность покрышки. И позволит производить монтаж и демонтаж покрышки С анодного токосъемника высокое напряжение подается на высоковольтную обмотку трансформатора, второй конец которой соединен с корпусом автомобиля. (См. схему в предыдущем разделе) Катодный токосъемник тоже соединен с корпусом, тем самым замыкается цепь высокого напряжения. С низковольтной обмотки трансформатора, доведенное до необходимого уровня напряжение подается на выпрямитель и далее на подзарядку аккумуляторных батарей В покрышке можно вмонтировать большое количество пьезоэлементов, и от их количества и мощности, а также скорости вращения колеса будет зависеть частота пульсации тока и мощность данного устройства.
Преобразователь напряжения целесообразно расположить внутри автопокрышки, закрепив его на цилиндрической поверхности диска колеса. В этом случае цепи высокого напряжения будут надежно защищены от влаги и от пробоя. А чтобы не нарушать балансировку колеса количество преобразователей должно быть парным и располагаться диаметрально противоположно. Соответственно и количество анодных колец и количество пьезоэлементных групп тоже должно быть парным. Так как колесо вращается, и преобразователь расположен внутри колеса, передача пониженного напряжения на выпрямитель осуществляется через кольцевой коллектор и токосъемник.
Оба предложения целесообразно совместно применять в гибридных автомобилях для достижения наибольшего эффекта!
Ромис.

. г Брянск

Имя: не ромис · Дата: 16:14 08.11.2010
to ромис:
Еще можно в пятую точку вмонтировать - сел, встал - телефон зарядил!!!

Имя: Нурик · Дата: 12:36 13.01.2011
Где находится инвертер Lexus RX400h

Имя: Sockrat · Дата: 09:27 12.04.2011
всё звучит неплохо но сейчас есть задумки по поводу чисто электромобиль на одном электродвигателе с большим пробегом бес подзарядки и с одним аккумулятором идея пришла российскому кулибину ион отправил эту инфу компании AUDI

Имя: Михаил · Дата: 19:39 25.04.2011
Простой способ по установке и отводу электричества-это установить пьезоэлементы под пружины подвески..В России ,при наших дорогах,можно будет ездить на выработанном таким образом электричествею

Имя: евгений · Дата: 14:51 18.05.2011
пьезо элемент можно использовать неограниченно,и особенно в гибридных авто. но только почему то разработчики не хотят на это обращать внимания. А ведь можно использовать все выше описанное и больших трудностей в этом нет.

Имя: Незнайка · Дата: 23:40 24.06.2011
А не задумывались ли вы, увжаемые поклонники гибридов, какой ресурс у этих гибридный устновок, сколько стоит замена этой установки, а ходит она далеко не столько, сколько любой другой двс, о сложности и дороговизне производства такой установки, о большом весе батарей и о низком кпд электрической части. Полагаю, что вся экономия может выйти боком при замене установки и аккумуляторов.


Добавить комментарий
Имя


Сообщение

Интересное о гибридах
Наша кнопка:
Гибридные автомобили
 

© 2008 — 2013 «HCars.Ru» — гибридные автомобили
Все права защищены и охраняются законом. При копировании любых материалов с сайта, активная прямая текстовая ссылка на www.hcars.ru обязательна.

Rambler's Top100