Авто гибрид что это такое видео
В последние годы мир охвачен электромобильным ажиотажем, который вызван во многом небезызвестной компанией Tesla. Автомобили на электрической тяге это, конечно, прогрессивно, экологично, выгодно, только вот слишком радикально. Гибридные автомобили выглядят более взвешенным и оптимальным вариантом.
Что такое гибридный автомобиль
Нетрудно догадаться, что гибридный автомобиль это результат «скрещивания» двух видов авто — с двигателем внутреннего сгорания и с электромотором. Если продолжить аналогию с биологической эволюцией, то гибридный автомобиль это переходная форма от традиционных машин к машинам будущего. Компромиссное решение для тех людей, кого уже не устраивают двигатели, работающие по принципам позапрошлого века, но при этом ещё не готовы полностью перейти на электричество.
Автопроизводители пробуют различные комбинации двигателей внутреннего сгорания и электроприводов в поисках самого оптимального варианта гибридного автомобиля. В одних вариантах машина приводится в движение только электромотором, в других — только двигателем внутреннего сгорания. Есть и по-настоящему гибридные варианты, где ДВС и электромоторы могут трудиться попеременно или даже одновременно. Конечно, идеального решения на все случаи жизни не существует.
Принцип работы гибридного автомобиля
Параллельные и последовательно-параллельные гибридные машины дают большую свободу выбора и больше преимуществ. Первые чаще всего они следуют такому сценарию: в городском режиме и до определённой скорости (например, 60 км/ч) работает исключительно электродвигатель, а ДВС подключается на более высоких скоростях. Вторые используют традиционные и электрические моторы одновременно, при этом динамически распределяют нагрузку на них, в зависимости от дорожной ситуации.
Нужно иметь в виду, что двигатели внутреннего сгорания, которые используются на «гибридах», значительно переработаны по сравнению с обычными автомобилями. Даже на последовательных схемах, где электромотор только запускает ДВС, производители ощутимо меняют настройки электронных блоков управления двигателем. Это делается в угоду основным преимуществам гибридных машин — экологичности и экономичности.
Более подробный разбор принципов работы гибридных установок, есть у нас в статье «Особенности гибридных автомобилей: отличия PHEV, REX и «Приусов» (+видео)»
Плюсы и минусы гибридного автомобиля
Намного экономичнее и динамичнее вариант, где ДВС только питает батарею электродвигателя. Для этого не нужна большая мощность, так что можно обойтись двумя или тремя цилиндрами очень небольшого объёма. Такая последовательная схема отлично раскрывает потенциал электропривода. Есть и минусы — такие машины не бесшумны и всё-таки загрязняют природу отработанными газами, хоть и в небольшой степени.
До сих пор не решены трудности использования электродвигателей в холодном климате с морозными зимами и в условиях бездорожья. Здесь главные плюсы гибридных машин — высокая экономичность и экологичность — чаще всего полностью сходят на нет. Впрочем, даже в холодные зимы «гибриды» вполне неплохо чувствуют себя в городских условиях, которые можно назвать естественной средой их обитания.
Видео о работе гибридного автомобиля, а также его плюсы и минусы:
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Рейтинг 20 гибридных автомобилей в России с ценами в 2020-2021 году
Популярные и экологически чистые гибридные автомобили востребованы благодаря универсальности и ряду удобных конструктивных решений. Такие машины помимо обычных бензиновых или дизельных двигателей имеет альтернативный источник – усовершенствованный электродвигатель.
Рост продаж гибридных автомобилей в России обусловлен экономичностью моделей, заметным уменьшением расходов горючего, низким уровнем токсичности. Принцип работы гибридного автомобиля основан на синхронных усилиях двигателей. Основную работу при создании вращательного момента выполняет топливный двигатель, тогда как электрический функционирует как вспомогательный элемент.
Работа гибридного автомобиля заключена в сохранении энергии после сгорания топлива, за счет которой включается и электродвигатель. Новые гибридные автомобили в России выгодно выделяются бесшумным движением, длительным сроком службы тормозной системы, экономией топлива, простотой обслуживания гибридов.
Рейтинг гибридных автомобилей в России
1. Chevrolet Volt Hybrid
Востребованный переднеприводный плагин-гибрид с мощным электромотором, электрическим усилителем руля. В четырехместном хетчбэке установлены дисковые тормоза, независимая подвеска, система подушек безопасности, круиз-контроль, прочие опциональные элементы. Предусмотрены мониторинг слепых зон, датчик автопарковки, комфортный салон с подогревом и климат-контролем.
2. Toyota Camry Hybrid
Экономит топливо, отличается высоким уровнем безопасности и привлекательным дизайном. Гибридное авто Toyota оснащено высокими технологиями, а для отделки комфортного салона производитель применил качественные материалы. Как и другие гибридные автомобили из Японии на российском рынке, машина сочетает аристократичность представительного седана с достоинствами гибридных технологий.
Помимо превосходной динамики заряжаемый гибридный автомобиль Тойота выделяется экологической чистотой работы двигателей и незначительным расходом топлива.
3. Ford Fusion Hybrid
Ford Fusion Hybrid отмечен лаконичностью спортивного дизайна и просторного салона.
Этот среднеразмерный семейный седан отличается мощным гибридным двигателем. Модель обладает стабильностью управления, за счет стабилизаторов поперечной устойчивости хорошо держится на заносах, многорычажная подвеска легко смягчает удары.
Элегантный гибрид оснащен сенсорным дисплеем, электрическим усилителем руля, многофункциональной приборной панелью, которая управляет мультимeдийным устройством и климат-контролем.
4. Honda Clarity
Honda Clarity – востребованный плагин-гибрид, высокотехнологичный седан с хорошим запасом хода предназначен для передвижения по трассе. Это минимальное потребление топлива, низкий уровень выбросов, высокая экологичность. За счет электрической тормозной системы гибрид с передним приводом обеспечит рекуперативное торможение.
Honda hybrid полностью заряжается за 6 часов от сети. Авто оборудовано многослойным ветровым стеклом и усиленной шумоизоляцией. Вместительный салон гибрида позволяет комфортно разместиться пассажирам и багажу.
Вид | РHEV (плагин гибридный электромобиль) |
Модификация (двигатель) | 1.5 (212 лс) Plug-in Hybrid Automatic |
Емкость аккумулятора | 17 кВтч |
Расход топлива | 5.3-5.9 л/100 км |
Разгон до 100 км/ч | 9,5 сек |
Тип привода | Передний привод |
Объем багажника | 439 л |
Мощность электродвигателя | 181 лс / 5000-6000 об./мин. |
Цена | от 1 899 000 рублей |
5. Chevrolet Malibu Hybrid
В седане Chevrolet Malibu Hybrid помимо выразительного дизайна автолюбителей привлекает облегченный вариант в плане веса и высокая технологичность, безупречное качество обновленного салона.
В переднеприводном седане класса «D» благодаря адаптивному круиз-контролю, автоматическому торможению и парковке, системе мониторинга мертвых зон созданы безопасные условия для путешествий.
Экономичный расход топлива, хорошая управляемость автомобиля дополняют системы рекуперации торможения.
6. Volvo XC90
В рестайлинговой версии кроссовера Volvo XC90 заметно изменился дизайн. Среди гибридных автомобилей 2020 года модель выделяют инновационные материалы отделки салона, обновленная решетка радиатора и графика колесных дисков. Просторный пятиместный салон дополнен двухзонным климат-контролем, электроприводом водительского кресла и задней двери, подогревом сидений, графической панелью приборов.
Бензиновые двигатели с рекуперацией энергии сокращают расход топлива, а гибридная подзарядка имеет мощность в 420 л.с. Доступна также дизельная модификация автомобиля. Помимо передовых функций безопасности модель оснащена системой защиты при сходе авто с трассы.
Вид | РHEV (плагин гибридный электромобиль) |
Двигатель | 2.0 T8 (391 лс) AWD Automatic Hybrid |
Расход топлива | 2.5 л/100 км |
Экологический стандарт | Euro 6d-Temp |
Время зарядки (220В/380B/DC) | 4.5 ч./ — /40 мин. |
Разгон до 100 км/ч | 5,8 сек |
Тип наддува | Турбонаддув / Механический наддув, Интеркулер |
Тип привода | Полный |
Мощность электродвигателя | 88 лс / 7000 об./мин. |
Цена | 4 830 000 — 7 119 000 рублей |
7. KIA Niro
Высокое качество сборки отличает компактный корейский кроссовер KIA Niro, который идеально зарекомендовал себя на городских трассах. Такие модели гибридных автомобилей отличаются хорошей сборкой, удачными дизайнерскими решениями и уникальностью интерьера. Кроме 4-цилиндрового двигателя авто гибрид оснащен электромотором, оба двигателя в итоге выдают не меньше 146 л.с.
Модель выгодна для покупки в России по причине экономичного расхода топлива, быстрой зарядке электродвигателя при спуске или торможении.
С декабря 2018 года покупателям доступен электромобиль Kia Niro 64 kWh (204 лс) Electric.
Вид | РHEV (плагин гибридный электромобиль) |
Двигатель | 1.6 GDI (141 лс) Plug-in Hybrid DCT |
Батарея | 8.9 кВтч |
Расход топлива | 1.3 л/100 км смешанный цикл |
Экологический стандарт | Euro 6 |
Разгон до 100 км/ч | 10.8 сек |
Тип привода | Передний |
Мощность электродвигателя | 61 лс @ 1798-2500 об./мин. |
Цена | от 24.755 € |
8. Lexus RX 450h
В надежном кроссовере Lexus RX 450h с качественной сборкой потребителей привлекают светодиодная оптика, спортивный обвес, обновленный дизайнерский салон. Агрессивный по внешнему виду гибридный автомобиль оснащен 4-цилиндровым двигателем объемом 2.5 л. Итоговая отдача рестайлингового гибрида оценивается в 313 л.с.
Автомобиль признан одним из лучших японских гибридов-внедорожников на российском рынке.
Вид | FHEV (полный гибрид) |
Двигатель | 450h F Sport V6 (308 лс) Hybrid AWD Automatic |
Батарея | 18.4 кВт/ч |
Расход топлива | 7.5-7.8 л/100 км |
Экологический стандарт | Евро-6 |
Разгон до 100 км/ч | 7.7 сек |
Тип привода | Полный |
Мощность переднего электродвигателя | 123 кВт |
Мощность заднего электродвигателя | 50 кВт |
Цена | от 6 396 000 рублей |
9. Hyundai Ioniq Hybrid
Корейский хэтчбек Hyundai Ioniq Hybrid оснащен светодиодной оптикой, 17-дюймовыми колесными дисками, декором радиаторной решетки, оригинальным дизайном.
При полностью зараженных батареях модель гибрида рассчитана на 250 км пути и максимальное ускорение до 165 км/ч.
Доступны несколько режимов передвижения, быстрая заправка гибридных аккумуляторов (25 минут).
10. Honda Insight III
В переднеприводном гибридном седане Honda Insight III органично сочетаются высокотехнологичный дизайн и богатство оснащения. Японский гибрид, который можно недорого купить в России, оснащен 1,5-литровым бензиновым двигателем и двумя электромоторами.
Один из двигателей выступает в качестве генератора, функция второго заключается во вращении колес оси на незначительных скоростях. При движении на высокой скорости в дело вступает бензиновый двигатель. Большую часть времени гибрид передвигается за счет мощных электромоторов.
11. Toyota Prius
Хэтчбек Toyota Prius гибрид выделяется из аналогов повышенным спросом. Этот сравнительно недорогой и экономичный гибридный автомобиль с бензиновым мотором и двумя мощными электромоторами дает в итоге 134 л.с.
Достоинством авто считают многофункциональный бортовой компьютер с возможностью контроля работы гибридного двигателя и оптимального заряда батареи. Среди плюсов модели Тойота Приус – доступная цена японского гибрида в России, возможность езды в электрическом либо смешанном режимах.
Вид | FHEV (полный гибрид) |
Двигатель | 1.8 (122 лс) Hybrid e-CVT AWD-i |
Батарея | 1.3 кВтч |
Расход топлива | 4.4-5.8 л/100 км |
Экологический стандарт | Euro 6 AG |
Разгон до 100 км/ч | 10,9 сек |
Тип привода | Полный |
Мощность 1 электродвигателя | 72 л.с. |
Мощность 2 электродвигателя | 7 л.с. |
Цена | от 2 322 000 рублей |
12. Honda Accord
Honda Accord представлен переднеприводным седанам класса «D». Гибридная силовая установка с двумя электромоторами. Первый позволяет стартовать, второй выступает в роли генератора. Тяговую батарею разработчики расположили под полом багажника.
Обновился внутренний дизайн, добавлен пакет электронных помощников с множеством удобных функций, а также сенсорный мультимедийный экран, светодиодная подсветка салона, системы предупреждения об опасностях на дороге.
Вид | FHEV (полный гибрид) |
Двигатель | 2.0 (212 лс) Hybrid CVT |
Мощность системы | 212 лс /6200 об./мин. |
Экологический класс | Euro 6 |
Мощность двигателя ДВС | 143 лс /6200 об./мин. |
Разгон до 100 км/ч | 10,8 сек |
Тип привода | Передний |
Мощность электродвигателя | 181 лс /5000-6000 об./мин. |
Цена | От 1 149 000 рублей |
13. Toyota Highlander III
Переработанная внешность гибрида Toyota Highlander III с модернизированным перечнем оборудования и новой восьмидиапазонной коробкой передач привлекает покупателей комфортом и легкой ездой на любой трассе.
Благодаря грамотной настройке ESP можно добиться идеального распределения крутящего момента на колеса. За счет полного привода Dynamic Torque Vectoring водитель управляет вектором тяги и переключает режимы работы.
Вид | FHEV (полный гибрид) |
Двигатель | 3.5 V6 (310 лс) Hybrid 4×4 CVT |
Батарея | 1.9 кВт/ч |
Экологический стандарт | Euro 5 |
Мощность на литр рабочего объема | 81 лс/л |
Разгон до 100 км/ч | 7.3 сек |
Тип привода | Полный |
Мощность электродвигателя | 310 лс |
Цена | от 3 577 000 рублей |
14. Audi A6
В плагин-гибридной модификации популярного седана Audi A6 удачно сочетаются топливный и электрический двигатель. Авто стало более экологичным, экономно расходует бензин. В полноприводном A6 55 TFSI e quattro установлены четырехцилиндровый бензиновый мотор с двигателем 2.0 TFSI и электромотором. Литий-ионный гибридный аккумулятор размещен в задней части автомобиля.
Конструкция разработана с расчетом на эргономичное обустройство салона и совершенные системы безопасности.
Дополняют спортивный дизайн матричные фары, система четырехзонного климат-контроля, виртуальная приборная панель.
Двигатель | Plug-in Гибридный / Бензин |
Батарея | 14.1 кВт/ч |
Расход топлива | 1.6-1.9 л/ 100 км |
Экологический стандарт | Евро-5 |
Разгон до 100 км/ч | 5,6 сек |
Тип привода | Полный |
Мощность электродвигателя | 105 кВт |
Цена | от 4 900 000 рублей |
15. Toyota Corolla Fielder
В 2015 году увидел свет универсал Corolla Fielder, выполненный в фирменном стиле концерна Toyota. Визуальные изменения коснулись дизайна передней части, фар и решетки, укрупнен воздухозаборник, установлены круглые противотуманные фары. Помимо обновления задней оптики эту рестайлинговую модель отличает усовершенствованный комплекс систем безопасности. Главным техническим новшеством стал бензиновый двигатель 2NR-FKE.
16. BMW i3
Модель представлена серийным электромобилем с компактными габаритами. В основе создания лежат требования к экологичности, экономии ресурсов.
Особенность электромобиля – возможность управлению скоростью посредством педали. При отпускании педали «газа» электромотор работает в режиме рекуперации, создание тормозящего момента заряжает аккумулятор.
Авто оснащено встроенной SIM-картой, встроенными датчиками контроля и синхронным электродвигателем.
Вид | РHEV (плагин гибридный электромобиль) |
Двигатель | 18.8 kWh (170 лс) Range Extender |
Батарея | 18.8 кВтч |
Электрический запас хода | 170 (150) км |
Экологический стандарт | Евро-6 |
Разгон до 100 км/ч | 7.3 сек |
Тип привода | Задний или полный |
Мощность электродвигателя | 170 л.с./125 кВт |
Цена | от 3 840 000 до 4 590 000 рублей |
17. BMW 5
Подзаряжаемый hybrid BMW 5 получил обновление салона в фирменном стиле, кнопку eDrive, выбирающую режим работы гибридного двигателя.
Предусмотрены также автоматическое переключение и эконом-режим Eco Pro, направленный на экономию бензина и заряда батарей.
Тяговый аккумулятор занял место под задним сиденьем. В режиме AUTO eDRIVE органично работают оба двигателя, тогда как в режиме MAX eDRIVE предполагается максимальная мощность ресурсов электромотора.
18. Volkswagen Passat B8
В гибридной силовой установке Volkswagen Passat B8 установлен мощный бензиновый турбомотор, его работу дополняет электродвигатель на литий-ионных батареях. Тягу моторов передает шестиступенчатая DSG.
Обновленный автомобиль выделяется быстрой зарядкой от сети (2,5 часа), впечатляющей максимальной скоростью (до 220 км/ч) и огромной выносливостью. Наполнив бензином 50-литровый бак и зарядив батарею до отказа, можно проехать до тысячи километров.
Модель оснащена новым бампером и решеткой радиатора, светодиодной оптикой, богатым декором салона и мультимедийным комплексом.
Вид | РHEV (плагин гибридный электромобиль) |
Двигатель | GTE 1.4 TSI (218 лс) DSG Plug-in Hybrid |
Батарея | 9.9 кВтч |
Расход топлива | 1.7-1.8 л/100 км |
Экологический стандарт | Euro 6 |
Разгон до 100 км/ч | 7,4 сек |
Тип привода | Передний |
Мощность электродвигателя | 115 л.с./ 2500 об./мин. |
Цена | от 1 829 000 до 2 479 000 рублей |
19. Nissan Pathfinder
Nissan Pathfinder с усовершенствованной колесной базой и вместительным салоном обновлен 3,5-литровым V6 двигателем и гибридной силовой установкой. Есть электропривод регулировки кресел, кнопочное включение зажигания.
Привлекает покупателей наличие трехзонного климат-контроля, дисплея с маршрутным компьютером. Несущий кузов и многорычажная подвеска способствуют высокому уровню комфорта при передвижении по твердому дорожному покрытию.
20. Lexus NX
Вид | FHEV (полный гибрид) |
Двигатель | 300h (197 лс) Hybrid AWD Automatic |
Расход топлива | 7.1-7.6 л/100 км |
Экологический стандарт | Euro 5 |
Разгон до 100 км/ч | 9,4 сек |
Тип привода | Полный |
Мощность 1 электродвигателя | 143 лс |
Мощность 2 электродвигателя | 68 лс |
Цена | от 4 058 500 до 4 662 500 руб |
Преимущества и особенности моделей
Гибридный привод Тойота — устройство, принципы работы и приёмы вождения
На интернет-форумах и в разных группах в соцмедии ходит неимоверное число сказок, баек и сплетен про принципы работы, надёжность, компоненты и ходовые качества гибридных автомобилей Тойота. Кто-то, не зная, как гибрид работает, придумает своё объяснение, кто-то, не умея обосновать какие-то особенности работы — аж свои законы физики. И плохо то, что эти сплетни, слухи и домыслы растут и множатся. Попробую некоторые моменты прояснить.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ
В 1993-м году Тойота активно занялась разработкой автомобиля 21-го века. Задача у конструкторов стояла следующая — создать полноразмерный автомобиль, соответствующий современным требованиям по динамике (понятно, речь не про суперкары), вмещающий пять взрослых японцев человек и потребляющий до пяти литров топлива на 100 км. Через четыре года — в феноменально малые сроки для разработки автомобиля и наладки производства, учитывая, что на тот момент многих необходимых технологий вообще не существовало — начались продажи Тойота Приус. Машинка получилась страшненькая, но интересная. Европейские автопроизводители в то время совершенствовали дизельные двигатели, так как считалось, что будущее за ними — топливная эффективность, отличные характеристики, высокий крутящий момент, низкие выбросы СО2, уже на тот момент назначенного врагом экологии номер один. Можно сказать, что при разработке Приуса Тойота смотрела в будущее на 40…50 лет. Немцы же — на 20…30. В 1991-м, кстати, году, Тойота запустила ещё один проект, который только сейчас раскручивается так же медленно, как Приус в 1997-м — автомобиль на водородных топливных элементах, Тойота Мирай. Но сейчас речь о гибриде.
В 2003-м был запущен Приус второго поколения, со вторым же поколением гибридного привода. Он был чуть мощнее (напряжение электромоторов при разгоне повысили с 273 до 500 В), чуть экономичнее и туда начало влезать пять взрослых европейцев. В остальном силовой агрегат тот же, что и на первом поколении, с работающим по циклу Аткинсона рядной четвёркой 1,5.
В 2009-м появился Приус 3, самый массовый гибридный автомобиль на данный момент. По моему мнению, дизайн офигенен (здесь надо иметь ввиду, что я в дизайне ценю ещё и функционал, а не просто молдинги, блестяшки и широкие колёса). Никель-металл-гидридный аккумулятор, двигатель Аткинсона-Миллера 1,8 73 кВт. Из гибридной трансмиссии пропала многорядная цепь, но принцип работы не изменился. Чуть позже появилась и версия с увеличенной до 4,4 кВт∙ч батареей и зарядкой от розетки.
В 2016-м — Приус 4. Дизайн на любителя, но точно бросающийся в глаза. Четвёртое поколение гибридного привода дало ещё бóльшую топливную эффективность и, кроме того, намного более чёткое ощущение привода водителем — разгон и торможение двигателем стали чётче, снизилось ощущения «резинки» между оборотами двигателя и разгоном автомобиля. Особенности четвёртого поколения гибридного привода, с 2019-го года устанавливающегося на все новые модели состоят в:
— изменённой компоновке — MG2 вынесен на отдельную ось и смещён назад и вверх. Благодаря этому исчез ещё один планетарный редуктор из устройства распределения мощности. Раньше в одной коронной шестерне было два планетарных редуктора — один, собственно, PSD, а второй — редуктор для MG2. Это показано на иллюстрации ниже. Теперь шестерёнок стало ещё меньше, и потерь на трение, соответственно, тоже;
— изменении типа обмоток MG2. Ранее это была обычная тонкая проволока круглого сечения, теперь же — толстая проволока прямоугольного сечения (примерно 1,5 х 2 мм). Это несколько снизило эффективность двигателя на низких оборотах и торможении, но сильно увеличило мощность на верхах. Новый MG2 теперь крутится до 18000 об/мин, что благодаря увеличенному передаточному отношению улучшило разгон на электротяге без потери максимальной скорости.
СТРОЕНИЕ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Гибридный привод Тойота состоит из шести основных компонентов. Объяснения будут на основе четвёртого поколения гибридного привода, устанавливающегося на модели 2019-го года. На Приусе четвёртого поколения этот привод появился значительно раньше.
Компоненты гибридного привода:
ДВС — бензиновый двигатель. Из современных гибридов (2019+) 1,8 это двигатель, работающий по циклу Аткинсона (или, если точнее, то Миллера). 1,5 (Yaris 2020), 2,0 (Corolla), 2,5 (RAV4 и Camry) и 3,5 (Lexus LS500h) это новые двигатели, длинноходные, способные работать как по циклу Отто, так и Аткинскона-Миллера. Если нужна бóльшая мощность — разгон, подъём, то, как правило, это Отто. Если режим работы стабильный и нужна в первую очередь экономичность, мотор переходит на цикл Аткинсона-Миллера.
MG1 — мотор-генератор 1, работающий в паре с двигателем. В основном работает, как генератор, забирая у ДВС ровно половину его мощности. Кроме того, заводит ДВС. Может вращаться в обе стороны с оборотами примерно до 12000 в минуту. Вместе с устройством распределения мощности представляет собой трансмиссию e-CVT, являясь вариатором для ДВС.
Устройство распределения мощности — Power Split Device. Это, по сути, одинарный планетарный редуктор. Солнечную шестерню приводит MG1, водило приводится бензиновым двигателем, коронная шестерня имеет также зубы снаружи и является ведомой для ДВС и MG1 и наружными зубами приводит промежуточный вал, который уже вращает редуктор. PSD является как раз тем e-CVT — электрическим вариатором, который заявлен у гибридных Тойот в качестве типа трансмиссии. Никаких цепей, ремней и конусов в КПП гибридной Тойоты нет, только планетарный редуктор и MG1.
MG2 — ходовой двигатель. Соединён с редуктором механически постоянно. Работает, как правило, ходовым электродвигателем. При торможении работает генератором, «перекачивая» кинетическую энергию в виде электричества в аккумулятор.
MGR — задний ходовой двигатель на автомобилях с поперечно расположенным двигателем и полным приводом. Это отдельный узел, состоящий из электромотора и редуктора с дифференциалом. С основной трансмиссией он никак не связан, управляется отдельно, получая ток от инвертера.
Инвертер-конвертер, или Power Control Unit. PCU трансформирует и распределяет потоки электроэнергии между ходовым электроаккумулятором, MG1, MG2 и, если есть, то MGR. Инвертер-конвертер умеет много:
а) делает из высокого напряжения ходового аккумулятора напряжение порядка 14 В для питания бортовой сети – вся машина кроме гибридного привода и компрессора кондиционера двенадцативольтовая;
б) конвертирует высокое напряжение для питания компрессора кондиционера (тоже высоковольтного);
в) с помощью бустера поднимает напряжение высоковольтной батареи до 600…650 В (в зависимости от модели), обеспечивая мощность электродвигателей на высоких нагрузках;
г) конвертирует напряжение, получаемое с мотор-генераторов в напряжение батареи для её зарядки.
д) Кроме того, напряжение батареи постоянное, а мотор-генераторам надо переменное, так что ещё и этим приходится заниматься. Всё это с эффективностью до 98%.
Ходовой (высоковольтный) электроаккумулятор. Никель-металл-гидридная или литий-ионная батарея. Используется для:
а) питания электромоторов, когда использование ДВС нецелесообразно;
б) для накапливания излишков энергии, когда ДВС может отдавать её эффективно;
в) для накапливания энергии, получаемой при рекуперативном торможении.
ФИЗИКА И РАСХОД ТОПЛИВА
Встречается очень много разнообразных интересных и порой фантастических объяснений режимов работы ДВС в составе гибридного привода.
При объяснении топливной экономичности гибрида надо иметь ввиду несколько важных моментов:
1. Вся энергия, используемая для питания бортовых систем гибридного автомобиля, а также для его передвижения, получается из топлива. За заряжаемые от розетки гибриды сейчас отдельно говорить не будем, принцип их работы такой же, как у обычного гибрида, только батарея больше и есть возможность зарядить её от розетки, а не от ДВС.
2. Пик топливной эффективности бензинового двигателя приходится примерно на обороты, на которых у этого двигателя приходится также пик крутящего момента с полностью открытой дроссельной заслонкой. У «обычного» бензинового двигателя это порядка 4000…4400 об/мин. Да, именно на 4200 и полном газу можно получить «самый дешёвый» киловатт мощности. Другое дело, что на этих оборотах мощности будет столько, сколько нам вообще не надо, чтобы ехать. Автомобиль размера Короллы, движущийся по шоссе со скоростью 90 км/ч требует для поддержания скорости примерно 10…12 кВт мощности. Всего 10…12. На разгоне, на подъёме с небольшим уклоном, да, около 30…40. На максимальном разгоне, чтобы первым приехать к следующему светофору, можно использовать и полную мощность двигателя. Кроме того, максимальная мощность, как правило, определяет и максимальную скорость. Но, в любом случае, максимальное количество наиболее «дешёвых» киловатт бензиновый двигатель даст именно на пике крутящего момента на полном газу.
Обычному автомобилю столько мощности просто некуда девать, а вот у гибрида есть для этого большой аккумулятор, куда запасается дешёвая электроэнергия.
3. У двигателя Аткинсона-Миллера кривая крутящего момента волнистая — есть пики, есть провалы. На тех режимах, где с обычной КПП такому двигателю пришлось бы работать на «неудобных» для него оборотах, тратя много лишнего топлива, гибридный привод переводит двигатель на ближайший пик эффективности, а «лишнюю» энергию в виде электричества запасает на будущее в аккумуляторе. Когда аккумулятор заряжен, ДВС переводится на «ступеньку» ниже, где эффективность опять приемлемая, а недостаток мощности восполняется использованием запасённого ранее электричества.
4. Основная экономия бензина гибридным приводом состоит в том, что в любом режиме движения блок управления гибридными приводом использует ДВС в максимально эффективном режиме его работы, управляя балансом мощности, получаемой от ДВС и ходового аккумулятора. Именно поэтому, несмотря на то, что вся энергия получается из топлива, топлива гибридный автомобиль потребляет намного меньше чисто бензинового. И огромный плюс именно тойотовского гибридного привода в его вариаторной трансмиссии, позволяющей ДВС работать практически на любых оборотах в очень широком скоростном диапазоне.
Да, Закон сохранения энергии говорит нам, что для перемещения автомобиля некоего веса на некое расстояние необходимо потратить некое количество энергии, не зависящее от типа двигателя этого автомобиля. Но вот как, где и с какой эффективностью мы получим эту энергию, влияет на расход топлива и наших денег очень даже сильно.
ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА
Исходя из особенностей ДВС Аткинсона-Миллера и особенностей гибридного привода, при максимальной экономии топлива надо применять немного другие приёмы вождения:
РАЗГОН
Начинайте движение плавно, удерживая стрелку указателя мощности в первой половине зоны ECO. В этой зоне работает только ходовой электромотор, обладающей максимальным крутящим моментом именно с самых низких оборотов (не совсем с нуля, как многие считают, а примерно со ста). Бензиновый двигатель заглушен.
Когда разгона на одном MG2 уже не хватает и приходится нажимать педаль акселератора глубже, заводится бензиновый двигатель. И вот здесь таится основная хитрость — когда ДВС уже запустился, смело нажимайте на педаль, загоняя стрелку «тахометра» в зону PWR, примерно до середины. Это как раз те обороты, на которых киловатты становятся дешевле. Излишки мощности, если они будут, ЭБУ гибридного привода отправит в батарею, и ни один миллилитр бензина не пропадёт зря.
Когда вы таким образом разогнались до нужной скорости, отпустите педаль акселератора и нажмите снова, но ровно на столько, чтобы удерживать скорость. Стрелка указателя мощности останется в первой половине зоны ECO, и вы будете ехать только на электричестве.
ТОРМОЖЕНИЕ
Гибрид по максимуму использует MG2 для преобразования кинетической энергии автомобиля в электричество. Чтобы облегчить ему работу и увеличить эффективность рекуперативного торможения, старайтесь тормозить плавно и долго, не давая стрелке указателя мощности падать ниже середины зоны CHG (Charge). В этом случае гибрид применит тормозную систему только в самом конце, когда генератором тормозить уже неэффективно, и максимальное количество энергии, которой вы на обычном автомобиле топите воздух (преобразуя при торможении истраченное ранее топливо в тепло с помощью колодок и дисков), будет преобразовано в электричество и использовано для следующего разгона.
ТОРМОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕМ
Так как аккумулятор нельзя заряжать бесконечно, а если у MG2 энергию не забирать, то тормозить он не будет, то на затяжных спусках автомобиль после зарядки батареи до 80% будет тормозить тормозами. Чтобы их не перегреть, у гибридов есть положение трансмиссии «B», а у гибридов помощнее — «ручной» режим переключения шести, а у LS500h и LC500h — десяти «передач». Это симулированные передачи, которыми владелец определяет, насколько сильно гибрид будет тормозить двигателем. При торможении в положении «B», «M» или «S» часть энергии торможения тратится впустую — MG1 вращает коленвал заглушенного бензинового двигателя. «B», это не «Benzin», как некоторые думают, а «Braking» — «торможение». «M» — Manual, «S» — Sport. Да, шкала указателя расхода энергии показывает, что автомобиль в режиме «B» офигенно заряжает аккумулятор при отпускании педали газа. Но по факту, он показывает именно уровень торможения, а не зарядки. Большая часть этой энергии просто тратится на перекачивание воздуха двигателем с закрытой дроссельной заслонкой.
Эти режимы нужно использовать на затяжных спусках в горах и можно использовать при активно-агрессивной езде, так как ощущение автомобиля чётче, ну и торможение двигателем симулируется довольно неплохо.
На разгоне и при езде со стабильной скоростью в этих режимах гибридный привод ведёт себя так же, как в положении «D».
Из плюсов тойотовского гибрида:
1. Не надо напрягаться для экономии топлива — расход меньше как при спокойной, так и при активной езде. Главное, чтобы расход топлива был нормальным, не «тянуть» двигатель, разгоняясь плавно — когда мотор работает на низкой нагрузке и постоянно, его эффективность низка, и не тормозить резко.
2. Гибрид с двигателем 1,8 на данный момент является самым надёжным силовым агрегатом, который я знаю. Новые двигатели M15A, M20A и A25A (соответственно, трёхцилиндровый 1,5 на новом Ярисе, четырёхцилиндровые 2,0 на новом C-HR, Corolla и бензиновый RAV4, и четырёхцилиндровый 2,5 на Camry и гибридном RAV4) пока не накатали достаточно, чтобы можно было делать выводы о реальном ресурсе, однако двигатель изнутри выглядит очень грамотно спроектированным и сбалансированным. Кроме того, при заводских испытаниях эти двигатели гоняли на стенде на 60% дольше, чем двигатели предыдущих серий, поэтому сомневаться в их надёжности желания не возникает. 1,8 ZR-FXE же используется уже с третьего поколения Prius, а в обычном, «бензиновом» варианте — с 2006-го года на Аурисах, Короллах и многих других моделях. На версии же для гибрида, с суффиксом FXE, у него, вдобавок ко всему, нет VVT на выпуске, сцепления, стартера, генератора и вспомогательных ремней — он ещё проще. Электроника же у японцев традиционно крайне надёжная и долговечная.
3. Крайне простое устройство — механически там самая простая трансмиссия, где нет ни одного подключающегося или отключающегося элемента. Есть десяток шестерёнок и два десятка подшипников. Всё, больше ничего. Сломать можно разве что физически, пополам. Вдобавок, опять же, нет сцепления, стартера, генератора, вспомогательных ремней.
4. Ходовой аккумулятор в идеальных условиях (большой пробег за не очень большое время) ходит примерно 400…500 т км. В неидеальных условиях он больше устаёт от времени, чем от пробега, но порядка 300 т км тоже ходит. Новый, в зависимости от модели, стоит 1500…2500 евро. Плюс десятилетняя бесплатная гарантия на аккумуляторы новых гибридов с 2019-го года. На более старых тоже гарантия тоже возможна, но за небольшие деньги — по сути это страховка. Ходовой аккумулятор используется в диапазоне 40…80% ёмкости. Благодаря этому его использование очень эффективно, а кроме того, количество циклов зарядки-разрядки вырастает в сотни раз по сравнению с циклом 100% — 0% — 100%. Поэтому аккумуляторы и живут так долго. Стоит аккумулятор на Prius 2 у дилера порядка 1500 евро, на Prius 3 — 1700 евро. Для сравнения, это как комплект дизельных форсунок. Литий-ионный аккумулятор на гибридную Короллу 1,8 стоит, если не изменяет память, около 2300 евро. Это цены на новые батареи от дилера. Если пересобирать из элементов, будет ещё раза в три дешевле.
5. Оснащение гибридной модели, как правило, лучше, поэтому бóльшая цена, это не только за гибридный привод, а ещё и за большее количество всяких ништяков и кнопочек. Здесь расстраивает, пожалуй, только Prius 4 Plug-in с солнечной батареей — у него для компенсации массы из-за крыши и дополнительного аккумулятора урезали разные хорошие функции.
6. В цене гибрид падает медленнее. По сути, насколько дороже купишь, настолько потом пропорционально дороже продашь.
7. Трансмиссия работает намного лучше, чем любая другая автоматическая КПП — иногда можно ощутить слабые толчки, при запуске бензинового двигателя на ходу, но это если целенаправленно обращать внимание. Больше ни рывков, ни задумчивости нет.
2. Часто закисают задние тормоза, особенно при спокойном стиле вождения. Гибрид тормозит генератором, насколько это возможно, поэтому тормоза работают меньше, чем на обычном автомобиле.
3. На снегу может напугать, отказавшись разгоняться в горку. Он будет разгоняться, насколько позволит сцепление с дорогой, но бензиновый мотор будет при этом рычать и буксовать, а ходовой электромотор гибрида будет буксовать тихо. Поэтому может быть очень неприятное ощущение, что вы на газ нажали, вам очень надо разгоняться, а машина отказывается ехать. 🙂
4. Тем, кому нужна динамичная езда, будет скучно, потому что нет рывков, нет переключений передач. Разгон приличный, но ощущения разгона практически нет — гибрид на разгоне едет, как паровоз.
5. У гибридов до третьего поколения включительно (до 2019) более ярко выражен эффект «резинки» между оборотами двигателя и разгоном автомобиля — при нажатии на газ мотор набирает высокие обороты, но разгон не соответствует оборотам. Это не мешает, собственно, разгону, но для человека, привычного к механической коробке, непривычно и, поначалу, непонятно. По факту же, это сделано ради экономии топлива — двигатель выходит на те обороты, на которых нужное количество энергии получается при минимальных затратах. У четвёртого поколения гибридного привода этот эффект ощутимо снизили, и теперь машина разгоняется и тормозит примерно как автомат, при торможении имитируя более сильное торможение двигателем. Двигатели нового поколения (кроме 1,8) благодаря более гибким характеристикам, подстраиваются под нужные обороты лучше, чем 1,8 (или 1,5 с Prius 2) и тем компенсируют неоптимальные обороты.
6. На гибриде Toyota приёмы для более экономичной езды немного отличаются от таких приёмов на бензиновой машине. Часто бывает, что народ жалуется на высокий расход топлива, что по факту вызвано неправильными приёмами езды. Надо немного переучиваться, но это же сложно, да и мало кто готов признать, что ездит неправильно. 😉 Правильные приёмы описаны выше.
7. Максимальная скорость ограничена не мощностью, а оборотами MG2, который связан с колёсами напрямую. У автомобилей без дополнительных передач в гибридном приводе, а по сути, у всех гибридов с поперечным расположением двигателя, максимальная скорость колеблется в пределах 170…190 км/ч. Даже у Лексуса ES300h. Дури-то хватает, но на такой скорости обороты MG2 максимальные допустимые. Там постоянный магнит — здоровая железяка. Если её ещё раскрутить — разорвёт центробежной силой. У автомобилей, которым очень надо ездить быстрее, как, например, Lexus GS450h и IS300h, между MG2 и остальной трансмиссией есть двухступенчатый планетарный редуктор, примерно как в автоматической коробке. В диапазоне 60…90 км/ч он переключается, изменяя этим обороты MG2 по отношению к скорости автомобиля. В результате машина может ехать 250. У Lexus LS500h в транмиссии вообще четырёхдиапазонный автомат стоит, между всей трансмиссией и карданным валом. Там можно не только обороты MG2 менять, но и ДВС с MG1. В результате, на скорости 200 обороты ДВС 1800 оборотов. Заодно гибридный привод симулирует переключения аж десяти передач, чтобы тем, кто хочет их попереключать лепестками под рулём, было, чем заняться. 🙂
8. Гибридному приводу нельзя сильно буксовать. Опять же, из-за MG2. Когда ведущее колесо буксует, обороты MG2 растут очень быстро, и если ведущее колесо вдруг резко схватит асфальт, или же водитель ударит по тормозам, то инерция ротора MG2 настолько велика, что КПП может не выдержать. Поэтому VSC у гибридной Тойоты довольно нервная и буксовать почти не даёт. На снегу в горку, или в очень скользкой грязи можно и застрять на ровном месте. На гибриде с неработающей ABS/VSC увеличиваются шансы сломать трансмиссию. Впрочем, как известно, сдуру можно и всё сломать.
9. Вспомнился ещё один интересный момент в связи с проходимостью гибрида: у электромотора максимальный крутящий момент уже на самых низких оборотах, но не с нуля! MG1 никогда не удерживается на месте, только на оборотах начиная от примерно 100 об/мин в обе стороны — иначе перегреются обмотки, да и силы у него при нуле оборотов нет. Думаю, у MG2 примерно так же. Чем это аукается — если упереться колёсами в бордюр (а в Питере — в поребрик), то гибрид явственно не хочет на тот бордюр заезжать. Надо нажимать педаль очень глубоко, и когда машина всё-таки заедет на то препятствие, то резко прыгнет вперёд.
Чтобы заехать на небольшое препятствие нормально, нужно чуть откатиться и дать машине хотя бы несколько сантиметров для разгона, чтобы MG2 раскрутился хотя бы до полусотни оборотов.
10. При езде машина живёт немного своей жизнью — обороты держит, какие ей удобно. Это больше всего ощущается на втором поколении (Приус 2 и Ярис до 2020-го), немного меньше — на третьем (Приус 3, Аурис, RAV4 до 2019-го, Лексусы, на конец 2020-го года все кроме LS/LC500h, ES300h). На четвёртом поколении гибрида этот эффект снижен до уровня обычного вариатора. Это не мешает ездить, но может быть непривычно.
Так же немного своей жизнью живут тормоза на моделях со старой тормозной системой — при торможении усилие на колёсах может немного плавать, особенно при остановке. Это связано с тем, что гибридный привод всё время старается максимально использовать генератор для торможения, а если не хватает, то подтягивает в помощь рабочий тормоз, и эти изменения распределения ощущаются.
По факту, при покупке гибрида покупатель платит чуть больше не только за будущую экономию топлива, но и за более плавную и приятную езду, лучшее оснащение, высокую надёжность. Плюс, немного «переплаченных» денег вернётся при продаже, благодаря более высокой цене на вторичном рынке.
Вопросы при желании можно задавать в комментариях. Спорить и не соглашаться можно и это даже приветствуется. Но корректно, без хамства, обзывательств и пустого трёпа. Кидаться говном в меня, в Тойоту, в гибриды и в окружающих не надо, этого хватает в соцсетях типа Фейсбука и Вконтакте — идите туда, там в вас с удовольствием кинут в ответ.