Вы знаете суть предложения. Гибрид сочетает бензиновый двигатель с электромотором. Просто, верно?
На практике эта сложность обычно снижает эффективность. Больше деталей означает больше трения, больший вес и больше мест, где что-то может пойти не так. Так почему же эти автомобили на самом деле показывают лучшую экономичность? Ответ кроется в том, чтобы заставить каждый источник энергии делать то, что она делает лучше всего.
Электродвигатели отлично справляются с ускорением на низких скоростях. Они мгновенно выдают крутящий момент и бережно расходуют энергию. Бензиновые двигатели не любят холостой ход. Они задыхаются и тратят топливо, пытаясь сдвинуть с места тяжелую металлическую коробку. Они предпочитают движение на постоянной скорости.
Разделяя нагрузку, инженеры создают систему, которая выдает примерно 50 миль на галлон. Это на 25 процентов больше, чем у обычных автомобилей с ДВС. Это не магия. Это просто лучшее распределение времени работы.
Преимущество цикла Аткинсона
Большинство гибридов не используют стандартные двигатели внутреннего сгорания. Они используют цикл Аткинсона.
Звучит как название бренда бензоколонки, но это конкретная конструкция двигателя. Цикл Аткинсона расширяет сгорающие газы больше, чем сжимает их. Это позволяет извлечь больше энергии из каждой капли топлива.
Какова цена? Мощность. Двигатель Аткинсона не такой резвый, как обычный мотор. У него нет мощного крутящего момента на низких оборотах. Но гибридам не нужна эта мощь. Электромотор берет на себя разгон. Бензиновый двигатель подключается, когда вы набираете скорость.
Такое разделение труда позволяет бензиновому двигателю оставаться в своей зоне максимальной эффективности. Он редко работает на высоких оборотах. Он редко испытывает трудности. Он просто едет.
Устранение потерь
Стратегия трансмиссии — это только половина дела. Остальное заключается в устранении каждого лишнего сопротивления и потерь в автомобиле. Инженеры разбирают гибриды до основания.
Рекуперативное торможение — здесь самый большой выигрыш. Обычные автомобили тратят энергию торможения в виде тепла. Вы нажимаете на педаль, тормозные колодки сжимают роторы, и эта кинетическая энергия превращается в бесполезную тепловую энергию. Гибриды захватывают её. Электромотор меняет роль. Он становится генератором. Он использует инерцию автомобиля для вращения двигателя и зарядки батареи. Вы получаете энергию бесплатно.
Аэродинамика имеет большее значение для гибридов. Сопротивление воздуха съедает топливо на высоких скоростях. Корпуса гибридов имеют форму, чтобы резать воздух. Гладкое днище. Зауженная задняя часть. Каждое снижение аэродинамического сопротивления помогает бензиновому двигателю реже нажимать на педаль газа.
Снижение веса столь же критично. Более тяжелым автомобилям требуется больше энергии для движения. Гибриды используют более маленькие и легкие двигатели. Они заменяют сталь алюминием. Они используют магний в конструктивных элементах. Меньшая масса означает меньшую энергию, необходимую для разгона.
«Основной ответ заключается в том, что электродвигатели наиболее эффективны при движении на низких скоростях… Поскольку бензиновые двигатели лучше работают на высоких скоростях, они включаются для движения по шоссе.»
Трансмиссия и шины
То, как мощность передается на колеса, так же важно, как и сама мощность.
Многие гибриды используют бесступенчатую трансмиссию (CVT). Она использует систему шкивов вместо фиксированных передач. Нет переключений. Двигатель остается на оптимальных оборотах. Он не разгоняется и не замедляется. Он просто держит стабильную, эффективную линию работы.
Шины играют тихую, но важную роль. Шины для гибридов часто уже. Они имеют меньшее сопротивление качению. Их иногда накачивают до более высокого давления, чем в обычных автомобилях. Меньшее пятно контакта. Меньше трения. Меньше сожженного топлива.
Разгрузка двигателя
Работающий двигатель тратит газ. Даже когда вы стоите на красный свет.
Гибриды решают эту проблему с помощью автоматического отключения двигателя. Бензиновый двигатель выключается, когда автомобиль останавливается. Он снова запускается только тогда, когда вам нужно двигаться. Никакого холостого хода. Никаких потерь.
Электрические системы берут на себя вспомогательные нагрузки.
Электрический усилитель руля заменяет насосы с приводом от ремня. Двигателю не нужно работать, чтобы поворачивать колеса. То же самое касается электрических компрессоров кондиционера. Аксессуары с ременным приводом отбирают мощность у двигателя. Электрические потребляют энергию от батареи. Это простое переключение экономит топливо.
Компромисс
Некоторые из этого можно настроить. Некоторые гибриды предлагают режим Eco.
Он изменяет настройку дроссельной заслонки. Разгон становится вялым. Вы жертвуете скоростью ради запаса хода. Это подходит не всем. Но для тех, кто гонится за максимальными милями на галлон, это работает.
Большинство из этих функций не являются эксклюзивными для гибридов. Вы можете найти CVT в обычных автомобилях. Вы можете найти рекуперативное торможение в электромобилях. Но инженеры гибридов комбинируют их все. Каждое улучшение эффективности
