Оглавление
Положительные стороны гибридных двигателей
- Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
- Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
- Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
- В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
- Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
- Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
- В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
- Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.
Преимущества и недостатки гибридов
Прежде чем приобретать гибридный автомобиль, следует внимательно изучить особенности выбранной модели. Необходимо понять, сможет ли автолюбитель обслуживать и эксплуатировать машину. Это можно узнать путем изучения плюсов и минусов автомобиля.
Основными преимуществами гибридов являются:
- экологичность. Сниженный расход углеводородного топлива приводит к уменьшению производимых выбросов углекислого газа в атмосферу. Наиболее экологически чистыми гибридами считаются «Plug-in»;
- низкий уровень шума. Из салона не всегда слышно, как работает автомобиль;
- долгий срок эксплуатации узлов и элементов ходовой. ДВС и тормозная система машины изнашиваются медленнее, чем на бензиновых и дизельных автомобилях благодаря специфической работе электрического мотора.
- малый расход углеводородного топлива. Гибридные машины потребляют на 30-50 процентов меньше дизельного или бензинового топлива, чем автомобили с обычным ДВС. Такая экономия обусловлена работой дополнительного электрического мотора, включающегося на пониженных оборотах;
- выгодные условия приобретения авто. Многие страны предоставляют бонусную систему для покупателей гибридных машин. Государство возмещает часть стоимости автомобиля или предоставляет возможность взять гибрид в кредит под маленький процент. Это делается для того, чтобы понизить уровень вредных выхлопных газов, выбрасывающихся в атмосферу.
Большинство моделей не нуждается в зарядке аккумуляторов от сети. Электрогенераторы автомобиля обеспечивают его достаточным объемом энергии.
К недостаткам гибридных авто можно отнести:
- плохую переносимость низких температур. Электромотор и аккумуляторы автомобиля быстро разряжаются в холода. Поэтому гибриды не пользуются большой популярностью в России;
- высокие цены на машины. В сравнении с бензиновыми или дизельными аналогами, стоимость гибрида на 40-50% выше;
- дорогое обслуживание и ремонт. Стандартные машины с ДВС можно отремонтировать на обычной станции техобслуживания и заплатить небольшую сумму. Для ремонта гибрида нужен хороший специалист. Также высока стоимость замены аккумуляторов.
Многие автолюбители России опасаются приобретать гибридные автомобили, несмотря на большое количество преимуществ перед обычными машинами. Практика показывает, что уже спустя пару лет гибрид окупается благодаря его маленькому расходу топлива.
Подводные камни электрогибрида
Важный недостаток: салон из Alcantara зимой холодный
К сожалению, большинство современных гибридов и электромобилей характеризуются низкой подвеской. Honda Civiс Hybrid не стала исключением.
Иногда страшно заехать во двор: если батарея заряжена не полностью или «устала», выехать из дорожной каши не выйдет.
При больших перепадах высот (как и есть в Ульяновске) с пустой батареей и по нормальной дороге нельзя: как показывает практика, в гололед гибридный двигатель справляется с крутыми подъемами между основными районами подняться очень сложно.
В зимний период эксплуатация усложняется погодными условиями. И если с клиренсом как-то можно сжиться (ездят же аналогичные бензиновые) и обвыкнуться, то холод оказывает тотальное влияние.
Когда ВАЗ научится продумывать даже такие мелочи?
Средняя температура в Поволжье зимой около −15 по Цельсию, и это достаточно комфортно для электрического двигателя Civic благодаря… двум никельметаллгидридным батареям.
На самом деле в авто есть ходовая и пусковая батарея. При минусовой температуре запускается только вторая, она включает мотор. Движение в гибридном режиме становится возможно только после обогрева электродвигателя и основной батареи.
В период сильных холодов (в районе −30-35°) при движении в городе электродвигатель заводится в тот момент, когда уже не нужен. Хорошо хоть просевшую ёмкость успевает восстановить. Без активной езды (и самозарядки) батарея разряжается почти в ноль за сутки простоя.
Полностью исправная батарея заряжается в среднем за 20 километров пути. Это необходимо учитывать, поскольку разряжать её в ноль категорически нельзя. Иногда приходится нарезать лишний круг, чтобы не уйти на стоянку с пустой батареей.
Бездонный багажник Civic становится меньше на 50 литров
Ещё один важный недостаток: за счет низких температур гибриды Honda теряют ёмкость батареи в 2 раза быстрее паспортных значений, так что за 10 лет эксплуатации в Европе у героя статьи осталось 2/3 начальной. И это после реанимации элементов!
Активная езда приведет к ещё большему износу. С другой стороны, бросить машину на пару дней тоже нельзя: без ежедневной активности батарея деградирует ещё быстрее, о чем предупреждает производитель.
Наконец, особенность именно гибридной Honda Civic: батарея заметно влияет на баланс и уменьшает объем багажника. Опытным водителям будет почти незаметно, новички сразу обратят внимания на снос заднего моста.
Общее описание
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) 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». Одним из вариантов решения этой проблемы являются гибридные силовые установки, состоящие из обычного ДВС и электродвигателя. В отличие от электромобилей и автомобилей на топливных элементах, которые все еще остаются «автомобилями будущего», гибриды уже с 1997 года выпускаются серийно.
Давайте сравним автомобиль с обычным ДВС и электромобиль. Обыкновенный автомобиль способен проехать без дозаправки четыре-пять сотен километров и при этом отравить атмосферу некоторым объёмом вредных веществ. Заправочных станций предостаточно в любом регионе, и пополнить запасы топлива можно за считанные минуты. Электромобиль может проехать на одном заряде батарей порядка 80-160 км. Он экологически чист, бесшумен и практически безупречен до того момента, пока не наступает очередь подзарядки аккумуляторов. У существующих в наше время «электрических» машин этот процесс длится несколько часов.
Гибридные автомобили берут все лучшее от обоих моторов: ДВС и электрического. Достоинство первого – в удобном энергоносителе, жидком топливе, а второго – в выдающихся моментных характеристиках. В отличие от ДВС, электромотор не нужно заводить и «раскручивать». Он может «стоять и ждать» не потребляя энергии. Но как только дали ток, сразу получили максимальную тягу на колесах. Электродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания в режиме частых стартов и стопов (т.е., при езде в городском цикле). Двигатель внутреннего сгорания, наоборот, более эффективен на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах.
В гибриде оба двигателя работают друг на друга. ДВС крутит генератор и питает энергией электромотор. Тот, в свою очередь, позволяет ДВС работать без резких разгонных нагрузок, в наиболее благоприятных режимах. Практически все современные гибриды имеют систему рекуперации или, по-русски, «возврата энергии». Суть ее в том, что при торможении или при движении машины накатом, электродвигатели начинают крутиться от колес и работать как генераторы, заряжая батарею. Отсюда – меньший износ, экологичность и экономичность (особенно в городском цикле.)
Итак, перед нами технологичный прогрессивный автомобиль, в котором нивелируются недостатки и объединяются достоинства двух моторов. Но.., рано хлопать в ладоши, и послушаем, что говорят скептики.
Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, не любят морозов, подвержены саморазряду, срок службы их ограничен несколькими годами. А «экономность» гибрида прямо связана с состоянием АКБ. Кроме того, существует проблема утилизации отработанных батарей. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт возьмется далеко не каждый. Кроме того, высокую экологичность и экономичность гибридов многие тоже ставят под сомнение. Так, ряд тестов, проведенных авторитетными автомобильными изданиями, показал, что гибриды дают заметную экономию топлива только в городе, при движении же в смешанном цикле незначительно, а за городом существенно проигрывают современным дизелям. Почетное звание «Самый экологичный автомобиль года» в 2007 и 2008 годах присуждалась также автомобилям с дизельными моторами.
Рассмотрим подробнее, какими бывают и как устроены гибриды.
По степени гибридизации их делят на «умеренные»,«полные» и plug-in. «Полный» в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умеренный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется дополнительная мощность. Гибрид с подзарядкой (plug-in hybrid) — такой гибрид можно включать в розетку для подзарядки. В результате обладатель подобного гибрида получает все преимущества электрического автомобиля, без самого большого недостатка: ограниченного пробега на одном заряде. Когда электрический заряд заканчивается, подключается ДВС и автомобиль превращается в обычный гибрид.
По принципу взаимодействия электрической и топливной составляющих авто, гибридные приводы принято разделять на три вида: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный.
Классификация по степени электрификации
В технической документации или в названии модели автомобиля могут присутствовать такие термины:
- микрогибрид;
- мягкий гибрид;
- полный гибрид;
- plug-in гибрид.
Микрогибрид
В таких автомобилях устанавливается обычный двигатель. Они не имеют электрического привода. Такие системы либо оснащаются функцией «старт/стоп», либо оснащаются рекуперативной тормозной системой (при торможении происходит дополнительная подзарядка аккумулятора).
Некоторые модели оснащаются обеими системами. Некоторые специалисты считают, что такой транспорт не считается гибридным транспортом, потому что в нем используется только бензиновый или дизельный силовой агрегат без интеграции в систему электропривода.
Мягкий гибрид
Такие машины тоже не передвигаются за счет электричества. В них тоже используется тепловой двигатель, как и в предыдущей категории. За одним исключением – ДВС поддерживается электрической установкой.
В таких моделях нет маховика. Его функцию выполняет электрический стартер-генератор. Электросистема увеличивает отдачу маломощного мотора при резком ускорении.
Полный гибрид
Под данными транспортными средствами подразумеваются машины, способные преодолевать некоторое расстояние на электротяге. В таких моделях может использоваться любая схема подключения, упомянутая выше.
Такие гибриды не заряжаются от сети. Батарея пополняется энергией за счет работы рекуперативной тормозной системы и генератора. Расстояние, которое можно преодолеть на одном заряде, зависит от емкости батареи.
Гибриды-плагины
Такие автомобили могут функционировать, как электромобиль, так и работать от ДВС. Благодаря совокупности двух силовых установок обеспечивается приличная экономия топлива.
Так как физически невозможно установить объемный аккумулятор (в электромобилях он занимает место бензобака), на одном заряде такой гибрид может преодолеть до 50 км без подзарядки.
Предыстория. Проблемы транспорта глубинки
Карта районов Ульяновска. Пригороды активно обжиты, являются удаленными спальными районами
Ульяновск разделен Волгой почти пополам. Город соединяет 2 моста, связывающих 4 разных района. Основные «офисные» предприятия расположены на правом берегу. Промышленность вынесена в удаленные от современных жилых районов зоны.
Основные маршруты следования жителей:1. Из дома на работу: а) в рамках одного района — 3-10 км, 10 минут; б) между берегами — 20 км, 30-80 минут2. Из дома на дачу: по одному берегу, ~15-40 км3. На загородный отдых: от 5 до 80 км4. В соседние города: Казань, Сызрань, Самара, Астрахань, Пермь, Уфа
Таким образом, среднестатистический житель за рабочий день на личной машине проезжает около 20-50 км, в выходной — до 1000, поскольку население плотно связано родственными узами с соседними городами Поволжья и Приуралья.
Появление Яндекс.Такси стимулировало резкое падение цен на общественные перевозки. Дорога на работу и обратно по району обходится в 120-200 руб., между районами — 500-800.
Собственная машина теперь имеет смысл только при поездках за город или в соседние пункты, с грузом или с маленькими детьми.
Основные преимущества и недостатки гибридных авто
Главным плюсом от использования тандема ДВС и электромотора стало заметное снижение расхода горючего. Показатель расхода топлива у современных гибридных машин до 30 % меньше по сравнению с обычными авто. Сжигание меньшего количества бензина или солярки одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные авто являются более экономичными и дружелюбными к окружающей среде сравнительно с традиционными аналогами, которые оснащаются только ДВС. Также гибриды производят меньше шума в процессе работы.
Что касается электромобилей, гибридные решения сравнительно с электрокарами имеют больший запас хода, а также являются «универсальными» с точки зрения повседневной эксплуатации. Гибрид не требует обязательной зарядки от электросети и заправляется простым бензином. После сжигания топлива часть энергии накапливается в аккумуляторе, от которого приводится в действие электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора выступает рекуперация торможения, то есть преобразование кинетической энергии движущегося авто в электричество.
Также гибридные авто имеют целый ряд конструктивных решений и максимум вспомогательных систем для высокой экономичности и снижения уровня вредных выбросов: система старт-стоп, изменение фаз ГРМ, система EGR, подогрев ОЖ отработавшими газами и т.д.
К недостаткам гибридов эксперты относят высокую начальную стоимость, а также определенные сложности в процессе ремонта и обслуживания подобных машин. Еще одним минусом является возможный критический разряд аккумулятора гибрида и быстрый выход из строя данного элемента в условиях значительных колебаний температур.
Стоит добавить, что хотя гибридные машины демонстрируют высокие показатели экономичности в городском потоке (постоянные остановки, работа в режиме холостого хода, движение на малых скоростях), на трассе эффективность гибридной силовой установки не так заметна. Дело в том, что в основе работы гибридов лежит определенное распределение нагрузок между агрегатом на электротяге и двигателем на углеводородах. Для поддержания высокой скорости основная нагрузка ложится именно на ДВС, в результате чего расход топлива закономерно возрастает.
Положительные стороны гибридных двигателей
- Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
- Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
- Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
- В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
- Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
- Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
- В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
- Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.
Минусы гибридных автомобилей
Наряду с перечисленными плюсами «гибриды» имеют и ряд негативных сторон, к которым можно отнести:
- Очень высокая стоимость самого автомобиля.
- Высокая сложность в конструкции влечет за собой высокую стоимость обслуживания.
- Недостаточно развитая система автосервисов. Сложность гибридной конструкции требует хороших знаний и высококлассных специалистов в автомастерских, что не всегда возможно, особенно в удаленных населённых пунктах.
- При выходе из строя батарей хозяину авто придётся довольно долго искать место доступной утилизации.
Принцип работы гибридных автомобилей
Устройство автомобилей «нового поколения» безупречно и просто. Заправка осуществляется бензином. Когда загорается знак нулевого уровня топлива, то к работе подключается электродвигатель. При этом два мотора объединены конструкторами в единую систему, чтобы полноценно использовать два вида энергии – тепловую и электрическую.
Виды взаимодействий внутри отсека двигателя:
Последовательный вид. (По этому принципу работают электромобили).
- Параллельное взаимодействие. (В данном случае электромотор одновременно является стартером.)
- Последовательно-параллельное совмещение. (При этом варианте функционируют обе схемы).
Городские мифы о гибридах
- Может ударить током. До сих пор кое-кто полагает, что водителя и пассажиров гибридного авто может ударить током. Это абсолютно не так. Гибриды имеют отличную защиту, в том числе и от риска такого поражения. И если вы думаете, что аккумулятор авто также взрывается как на смартфонах — вы ошибаетесь
- Плохо работают в морозы. Почему-то некоторые автомобилисты считают, что гибридные авто плохо работают зимой. Это очередной миф, от которого пора уже давно избавиться. Все дело в том, что ДВС запускается высоковольтным электромотором и тяговой батареей, которые по мощности в разы превосходят традиционные стартер и АКБ. Пока батарея не нагреется до комнатной температуры, ее отдача будет ограничена, что лишь косвенным образом повлияет на выходную мощность системы, поскольку первичным источником энергии у гибрида остается двигатель внутреннего сгорания. Поэтому морозы такому автомобилю не страшны.
- Дорогие в обслуживании.Многие считают, что обслуживать гибридные автомобили дороже, чем обычных бензиновых авто. Это не так. Стоимость техобслуживания одинаковая. Иногда даже техобслуживание гибридного авто может быть дешевле, благодаря особенностям силовой установки. К тому же гибридные автомобили гораздо меньше расходуют топлива, чем машины с ДВС.
Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы
- Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
- В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
- Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
- ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
- Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.
Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.
- Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
- На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.
Гибридные технологии: дороговизна или рациональность?
Гибридные современные минивэны, спорткары, внедорожники, хэтчбеки и кроссоверы – актуальный и экологичный транспорт. Сторонников технологии совмещения двигателей несколько смущает стоимость моделей. На российском пространстве актуальны классические машины и низким расходом топлива, привычным дизайном.
Однако, эксперты прогнозируют рост популярности гибридов и расширение имеющихся линеек брендов.
Вряд ли можно считать современный ассортимент гибридов – по крайней мере, на нашем рынке – попыткой сэкономить: в большинстве своем бензоэлектрические модели – красивая «приставка» к основному модельному ряду. Более того, из актуального ассортимента пропала Toyota Pruis, но на подходе – новые «мягкие» гибриды с 48-вольтовой батареей, вроде свежего Mercedes-Benz GLE. Так какой выбор есть у тех, кто хочет «приобщиться к спасению экологии»?
П еречисляя все имеющиеся в продаже гибриды, логично будет располагать их по увеличению цены, ведь она до определенной отметки имеет значение. А заодно мы будем указывать стоимость базового исполнения модели – для понимания того, сколько нужно доплатить за возможность сэкономить бензин или проехать десяток-другой километров на чистом электричестве.
Прежде чем выяснить имя самого дешевого гибрида на рынке, стоит сказать еще пару слов о модели, с которой у многих, собственно, и ассоциируется слово «гибрид» – Toyota Prius. До конца прошлого года он и занимал позицию самого доступного бензоэлектрического автомобиля в России: его базовая цена составляла 2 322 000 рублей. Однако в начале этого года Prius тихо пропал с официального сайта. Возможно, это объясняется временным прекращением поставок на фоне обновления модели, но более конкретных новостей о возвращении пока нет. Какой же гибрид стал самым дешевым на фоне отсутствия «классика»?
- Цена: от 2 316 000 рублей
- Цена гибридной версии: от 2 848 000 рублей
Lexus UX, с которым мы знакомились в Женеве в прошлом году, фактически стал наследником хэтчбека CT, который ввиду низкой популярности вывели из модельной линейки, заменив модным кроссовером. Учитывая, что CT, по сути, был «премиальным Приусом», UX можно считать Приусом «альтернативным»: с ним его роднит платформа GA-C архитектуры TNGA. Он, однако, при более высокой цене предлагает меньшие габариты: колесная база на 60 миллиметров короче (2 640 против 2 700), а общая длина – на 45 (4 495 против 4 540).
Lexus UX 250h ‘2018–н.в.
Да и техническое наполнение тут иное: к примеру, под капотом не 1,8-литровый атмосферник 2ZR-FXE, а двухлитровые моторы новой серии Dynamic Force. В гибридной версии двигатель имеет обозначение M20A-FXS и выдает 178 л.с., работая в паре с электромотором. Кроме того, только гибридная версия имеет полный привод: на задней оси здесь отдельный электромотор, не имеющий связи с основной силовой установкой и приводящий задние колеса. Заявленный расход топлива в смешанном цикле у нее составляет 4,8 л/100 км.
Гибридные автомобили в последнее время стали особо популярными, они распространяются на все классы авто, многие производители выводят данные машины на массовый уровень. В настоящее время гибриды демонстрируют впечатляющие рабочие характеристики. Мы составили рейтинг гибридных автомобилей, что позволит выбрать транспортное средство любителям универсальных машин, которые подходят как для города, так и для езды в условиях бездорожья.
