Hibridiniai automobiliai pastaraisiais metais tapo vis populiaresni dėl jų efektyvumo ir mažesnės taršos. Hibridinių automobilių pagrindas - du skirtingi varikliai: vidaus degimo variklis (VDV) ir elektros variklis. Tiek elektrinis, tiek vidaus degimo variklis turi savo privalumų. Sujungus šias technologijas į vieną, galima gauti ne tik itin dinamišką, tačiau ir maloniai vairuojamą, ekonomišką ir praktišką automobilį. Hibridinis automobilis naudoja du ar daugiau energijos šaltinių. Dažniausiai tai derinamas tradicinis vidaus degimo variklis, elektros variklis ir speciali akumuliatoriaus sistema. Tai yra dažniausias variantas, kaip veikia hibridinis automobilis. VDV dažniausiai naudojamas aukštesniuose greičiuose, kur jis veikia efektyviau ir suteikia didesnę galią. Elektros variklis yra efektyvus mažesniuose greičiuose ir gali veikti be išmetamųjų teršalų. Hibridiniai automobiliai naudoja baterijų paketus elektros energijos saugojimui, kurią vėliau panaudoja elektros variklis. Viena iš hibridinių automobilių savybių - regeneracinis stabdymas. Automobilio kompiuteris gali pats parinkti, kada naudoti elektros variklį, vidaus degimo variklį ar jų abiejų derinį, optimizuojant efektyvumą ir našumą pagal važiavimo sąlygas. Šie automobiliai automatiškai perjungia tarp VDV ir elektros variklio, siekiant užtikrinti optimalų veikimą.
Hibridiniai automobiliai kaupia energiją regeneracinio stabdymo metu, kuomet generatorius kinetinę energiją verčia elektra, kuri įkrauna akumuliatorių.
Sėdę už hibridinio automobilio vairo tikrai pajausite skirtumą. Įvairių tipų ir konfigūracijų Mazda hibridiniai automobiliai gali pradžiuginti: ekonomiškumu, našumu, malonumu būnant už vairo ar komfortu sėdint keleivio vietose. Plati modelių gama ir ne vienas hibridinio jėgos agregato tipas leidžia išsirinkti būtent tai, kas labiausiai atitinka poreikius ir lūkesčius. Tai - tik dalis privalumų.
Hibridinių automobilių tipai
MHEV (Mild Hybrid)
MHEV (angl. Mild Hybrid) - tai hibridinio automobilio veikimo principas, kur elektros variklis papildomai tiekia energiją vidaus degimo varikliui, taip padidindamas kuro ekonomiją, dinamiškumą pajudant iš vietos ir sumažindamas išmetamųjų teršalų kiekį. Kuomet iškyla klausimas, kas yra hibridas, daugiausiai galvojama būtent apie tokio tipo sistemą ir jėgos agregatą. Pavyzdžiui, Mazda2 Hybrid naudoja tokio tipo sistemą, kurioje elektros variklis ir vidaus degimo variklis veikia darniai, siekiant geriausios kuro ekonomijos. Sistema automatiškai reguliuoja vieno ar kito variklio darbą, užtikrindama sklandų ir malonų vairavimą, kartu patenkindama poreikius dėl dinamiškumo. Toks automobilis turi gana nedidelį veikimo nuotolį „tik elektra“.
PHEV (Plug-in Hybrid)
PHEV (angl. Plug-in Hybrid) turi didesnės talpos akumuliatorių nei tradicinis hibridas, todėl jį galima įkrauti iš išorinio maitinimo šaltinio. Na, o naudojant elektros energiją su PHEV nuvažiuosite daug ilgesnį atstumą. PHEV vairavimas leidžia naudotis nemaža dalimi elektromobilio privalumų, tačiau neprarandamas vidaus degimo motoro suteikiamas praktiškumas ypač važiuojant ilgesnį atstumą ar didesniu greičiu. Šie modeliai turi didesnę baterijų talpą ir gali būti kraunami iš išorės elektros šaltinio.
Unikalios hibridinės sistemos
MX-30 R-EV turi unikalią rotorinę hibridinę sistemą. Joje ikoninškasis Mazda rotorinis variklis naudojamas tik kaip generatorius krauti elektros bateriją, kuri varo visureigio ratus. Ši inovatyvi konstrukcija sujungia elektros variklio privalumus su aukštasūkio, paklusnaus rotorinio variklio charakteristikomis, todėl vairavimo patirtis yra sklandi ir maloni.
Kas yra turbokompresorius ir elektrinė turbina?
Jums turbūt žinomas žodis „turbina“, ypač dažnai vartojamas automobilininkų. Bet gali būti, kad visa, ką Jūs žinote, yra tai, kad variklis su turbina suteikia gerokai daugiau galingumo. Kas gi išties slypi ten, po kapotu? Vidaus degimo variklis „kvėpuoja“: jis įtraukia oro ir kuro energijai gauti. Ši energija gimsta oro ir kuro mišinio užsidegimo momentu. Likučiai, likę po sudegimo, pašalinami.
Turbokompresorius - arba trumpiau „turbina“ - dažnai šiuolaikiniuose varikliuose sutinkamas agregatas. Jis skirtas padidinti cilindrų užpildymo šviežiu oru koeficientą, kad būtų galima naudingiau išnaudoti esamą degimo kameros tūrį. Minėtas prietaisas suspaudžia į variklį tiekiamą orą ir suteikia galimybę esant reikalui įpurkšti daugiau kuro. Taip pakeliama variklio galia, jo naudingumo koeficientas, sumažinamas variklio dūmingumas. Turbokompresorius iš esmės yra oro siurblys. Karštos išmetamosios dujos, susidarančios degant kuro mišiniui, iš variklio nukreipiamos į pirmo, „turbininio“ turbokompresoriaus rato mentes ir priverčia jį suktis. Šis ratas yra ant vienos ašies su kitu, „kompresoriniu“ turbinos ratu. Abu ratai pradeda suktis vienodu greičiu.
Kaip Jūs galbūt numanote, oras iš lauko, eidamas per „kompresorinį“ turbinos ratą, stipriai sušyla, veikiant spaudimui ir trinčiai, ir turi būti atšaldomas prieš nukreipiant į degimo kameras. Čia į pagalbą ateina interkuleris. Jis sumažina suspausto oro temperatūrą ir taip padidina jo kiekį tūrio vienete (juk šaldant daiktai spaudžiasi, kaip mus mokė mokykloje), vadinasi, į variklio degimo kamerą patenka daugiau oro! Nors turbokompresoriaus veikimo principas itin paprastas, pats turbokompresorius yra gana sudėtingas įtaisas. Reikalinga ne tik atskirų jo komponentų visiška veikimo darna, bet ir ideali jo atitiktis varikliui, prie kurio jis primontuotas.
Turbinos suspaustas oras - kaip ir visos spaudžiamos dujos - šyla, todėl dažnai yra naudojamas papildomas aušinimo radiatorius, vadinamas interkulerio radiatoriumi. Turbinos gali išeiti iš rikiuotės dėl įvairių priežasčių, ir kartais net ir mažiausias sutrikimas gali turėti kritinių pasekmių.
Hibridinės turbinos: inovatyvūs sprendimai
Kas yra hibridinės turbinos? Hibridinės turbinos yra pažangūs turbokompresoriai, kurie sujungia skirtingų turbinų technologijų privalumus, siekiant pagerinti variklio našumą, efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Šios turbinos dažniausiai naudojamos aukštos klasės sportiniuose automobiliuose, lenktyniniuose automobiliuose ir kitose transporto priemonėse, kur reikalingas maksimalus variklio galingumas ir greitis.
Jungtinių Valstijų komponentų gamintoja „BorgWarner“, naujos kartos elektrinę turbiną sukūrė ne prieš kelias dienas, o prieš porą metų, kuomet kompanijos inžinieriai pradėjo bendradarbiauti su „Mercedes Benz“ specialistais. Pastarieji tuomet ieškojo būdų kaip padidinti šešių cilindrų benzininio variklio efektyvumą. Ir žinote ką? Į pagalbą jiems atskubėjo „BorgWarner“, kuri pasiūlė įdiegti elektrinę turbiną.
Norint pamatyti kaip dirba elektrinis kompresorius, reikėtų pasižiūrėti į „Audi R18“ lenktyninį bolidą, kuris naudoja „gogol mogol“ tipo sistemą, kurią sudaro turbokompresorius ir elektrinis kompresorius. Elektrinio kompresoriaus veikimo principas yra labai paprastas. Kadangi elektrinis kompresorius nėra prijungiamas prie variklio ir nenaudoja tepalų, jo eksploatacija yra kelis kartus pigesnė.
Didžiausias skirtumas tarp elektrinio ir mechaninio kompresoriaus - efektyvumas. Kadangi jis veikia tik elektros pagalba, jis nenaudoja degalų. Tokiu būdu padidinamas variklio efektyvumas ir 2 kartus sumažinamos variklio kuro sąnaudos ir išmetamųjų dujų emisijos.
Iki šiol elektriniai kompresoriai turėdavo vieną didžiulį trūkumą - jis savo darbą puikiai atlieka tik žemesniuose variklio sūkiuose. „BorgWarner“ naujasis komponentas - „e-Booster“, turėtų padėti visiems laikams išspręsti turbinų inertiškumą (vėlavimą). Kaip? Kadangi elektrinė turbina yra varoma elektros energija, jis vos per 0,27 sekundės sugeba įsisukti iki net 70 000 aps/min. Maždaug meliono dydžio prietaisas dirbdamas kartu su tradicine turbina gali 85% padidinti sukimo momentą varikliui dirbant 1500 aps/min. Žemiau esanti sukimo momento kreivė puikus įrodymas kokią įtaką turi elektrinė turbina ir kokį galios prieaugį ji suteikia.
Vis dėlto, daugiausiai grąžos elektrinis kompresorius suteikia, kuomet variklis dirba 1000 - 1500 sūkių diapazone arba kuomet akceleratoriaus spaudžiamas labai švelniai. Tinkamai sukonfigūruotas elektrinis kompresorius tokiose situacijoje gali atlikti pagrindinę funkciją ir neeikvoti pajėgesnės turbinos.
„e-Booster“ kūrėjų teigimu, važiuojant ekonomiškai vidutinės kuro sąnaudos turėtų nukristi 2 - 4 litrais 100 kilometrų, tad jeigu užmiestyje važiuojate 110 km/val. greičiu ir 6 cilindrų benzininis motoras iki šiol suvartodavo maždaug 8 litrus benzino, ateityje toks pats jėgos agregatas 100 kilometrų apsiribotų 6 litrų sąnaudomis.
Turbokompresoriaus, skirto automobilių sportui, turbinos slėgio kreivė kyla tolygiai ir iki pat apsukų diapazono galo. Hibridinių turbinų gamyba yra sudėtingas ir pažangus procesas, reikalaujantis aukšto lygio inžinerijos ir technologinių žinių. Šios turbinos suteikia neprilygstamą variklio našumą, efektyvumą ir patikimumą, todėl jos yra idealus pasirinkimas sportiniams ir aukštos klasės automobiliams.
Kaip patikrinti turbina? Kas tai yra ir kaip ji veikia??
Didesnis efektyvumas, mažesnės kuro sąnaudos ir ilgesnis ilgaamžiškumas - ar visa tai skamba iš fantastikos srities? Hibridiniai automobiliai siūlo pažangų technologinį sprendimą, kuris derina tradicinį vidaus degimo variklį su elektros varikliu, siekiant efektyvumo ir mažesnės aplinkos taršos. BMW yra viena iš automobilių gamintojų, kurie aktyviai investuoja į hibridinę technologiją.
