Автомобиль гибрид

Автомобиль гибрид. Классификация, история, современный гибрид.

Гибридный автомобиль — транспортное средство, в котором для передвижения используется более одного источника энергии. Самым распространенным на сегодня является гибрид, у которого установлен и ДВС (двигатель внутреннего сгорания), и электропривода. Такое совмещение позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок и позволяет вырабатывать энергию благодаря торможению. Второй вид гибридов совмещает в себе тот же ДВС и двигатели, работающие на сжатом воздухе. На самом деле существует огромное множество гибридных автомобилей, но у всех них есть две основные цели – экономия топлива и снижение количества вредных выбросов.

Принципиальное устройство гибрида

У обычного автомобиля с ДВС очень низкий КПД, он составляет порядка 20-25%, у электромобилей этот показатель колеблется в районе 80-90%. Огромное количество энергии тратиться впустую: нагрев элементов, вращение трансмиссии, механическое трение, торможение и др. Еще одним существенным недостатком является то, что ДВС эффективно работает лишь в маленьком диапазоне оборотов и направление вращения коленчатого вала не может быть реверсировано (для движения назад), поэтому автомобилю с ДВС необходима КПП и сцепление.

Преимущества гибридных машин:

• Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
• Снижение шума в процессе работы;
• Долгая служба деталей тормозной системы;
• Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
• Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т.д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Автомобили «плаг-ин»

Гибриды plug-in можно отнести к полноценным устройствам, в буквальном смысле слова экономящим топливо. Их движки не только накопляют энергию, но и заставляют колеса вращаться вместе с двигателем внутреннего сгорания. Наиболее совершенные конструкции работают на чистой воды электротяге. Батарея увеличенного объема в паре с мощным электромотором выдают 100 и выше л.с. Типичное звено между обычным авто и полноценным электрическим – автомобили plug-in.

Плаг-ин автомобили питаются от розетки, но это не значит, что все гибриды такие. Есть и те, которые неспособны на это. Их называют полными и умеренными гибридами. Первые способны проехать на электротяге до 4 км, а вот вторые не протянут и метра. Это связано с тем, что умеренные модели накапливают энергию в виде рекуперативного торможения, полные – еще и посредством двигателя, соединенного с электрическим генератором.

Представителем таких гибридов являются многие «Хонды», американские Buick LaCrosse и Шевроле Малибу, BMW АктивныйГибрид 7. Вы удивитесь, но даже Феррари LaFerrari является полноценным умеренным гибридом.

• дорогостоящий ремонт;
• необходимость подзарядки электрических батарей в автомобилях PHEV на специальных станциях, которые не всегда можно найти в России;
• более высокая цена по сравнению с машинами, имеющими традиционный ДВС при одинаковом уровне оснащения.

Lexus UX 250h AWD

Компактный кроссовер от японского производителя и наиболее доступная модель в классе гибридов. Силовая установка состоит из бензинового двигателя (150 л.с.) объёмом 2 литра, а также 2 электрических моторов-генераторов. Общая мощность – 178 л.с.

Гибридная модификация динамичнее по сравнению с обычной бензиновой версией (8,5 с против 9,2 с). Однако электромоторы играют вспомогательную функцию. Электроника включает двигатели до 115 км/ч, не позволяя работать им автономно, без бензинового ДВС.

Гибрид Lexus относится к категории кроссоверов, но имеет небольшой дорожный просвет – 160 мм. Поэтому подходит только для езды в городской черте и ни о каком бездорожье речи не идёт.

Эти автомобили с гибридным двигателем доступны в 2 комплектациях – Enjoy и Feel. Базовая версия машины стоит от 2 799 000 рублей. За эти деньги владелец получает полностью светодиодную оптику, датчики света и дождя, 2-зонный климат-контроль, подогрев передних сидений, круиз-контроль и множество электронных ассистентов.

+ Яркий молодёжный дизайн;

— В базовой комплектации за 2,8 млн. рублей предлагается только тканевая обивка сидений.

Lexus RX 450h AWD

Рейтинг лучших гибридных авто также включает ещё одну модель марки Lexus – RX. Это более дорогое предложение в линейке машин от японского производителя. Гибрид доступен в безальтернативной комплектации Luxury по цене 5 983 000 рублей без учёта дополнительных опций.

Стандартная версия автомобиля включает премиальную акустику Mark Levinson с 15 динамиками, панорамную крышу, 10 подушек безопасности, подвеску повышенной комфортности с адаптивно регулируемыми амортизаторами.

В гибридной машине установлен 3,5-литровый 6-цилиндровый ДВС. Бензиновый силовой агрегат развивает 313 лошадиных сил. Работает вместе с электрическими двигателями (основным и вспомогательным) и генератором, связанными между собой с помощью планетарной передачи. В задней части салона также располагается высоковольтная аккумуляторная батарея.

Организация движения RX 450h AWD задним ходом производится за счёт одной электротяги. Бензиновый двигатель не передаёт усилия на колёса, а отвечает за работу генератора.

Полноприводные гибриды RX плохо справляется с ездой по бездорожью. Основной и вспомогательный электромоторы, связанные с колёсами, работают только по команде электроники, которая не всегда правильно оценивает дорожную ситуацию.

В японском кроссовере не реализована возможность распределения крутящего момента между осями.

+ Мощная силовая установка;

— Полный привод реализован только на бумаге.

Porsche Panamera 4 E-Hybrid

В топ гибридов на российском рынке входит 1 модель Porsche. Спортивный автомобиль Panamera с альтернативной силовой установкой обладает высокими показателями мощности и крутящего момента.

E-Hybrid продаётся в России от 8,1 млн. рублей и предлагается в большом количестве комплектаций и модификаций. Самая мощная версией — Turbo S E-Hybrid Executive.

Этот спортивный полноприводный автомобиль имеет 680-сильную силовую установку. Наличие специального тюнинг-пакета Sport Chrono обеспечивает высокие динамические характеристики. Для разгона до 100 км/ч машине нужно 3,5 с (4,6 с у стандартной версии).

Обычный 4 E-Hybrid имеет в сумме только 462 лошадиные силы. Экономичный гибридный автомобиль от Porsche расходует около 2,6 л на 100 км пути в смешанном режиме. В машине установлена современная PDK-коробка с 8 ступенями, которая способствует динамичной езде и экономит топливо.

В актив этого дорогого автомобиля можно занести и наличие светодиодной оптики с системой динамического управления ближним и дальним светом, разработанной специалистами Porsche, адаптивного круиз-контроля и огромного количества дорожных ассистентов.

Не забыли в немецком производителе о комфорте задних пассажиров. Во всех версиях гибридов предусмотрен подогрев кресел, возможность изменения параметров климатической системы с помощью сенсорной панели, а также отдельный мультимедийный комплекс.

+ Высокие динамические характеристики;

+ Множество комплектаций и версий гибридной силовой системы на выбор;

+ Огромное количество систем безопасности и электронных ассистентов.

Volvo XC90 Recharge T8 Plug-in hybrid

Гибрид-внедорожник производства Volvo с 3 режимами работы – Hybrid, Pure, Power. Владелец может управлять машиной в обычном режиме (только с уменьшенным расходом топлива), ехать полностью на электрической тяге или задействовать при передвижении весь потенциал силовой установки мощностью 407 лошадиных сил.

В автомобиле установлен бензиновый 320-сильный битурбированный двигатель и электромотор 87 л.с. Последний передаёт мощность только на задние колёса. Для переключения передач в гибридном внедорожнике установлена 8-диапазонная автоматическая трансмиссия.

Базовая цена XC90 Recharge – 6 568 000 рублей. В начальной версии Inscription предлагается кожаная отделка салона, многодиапазонный климат-контроль, премиальная аудиосистема и множество фирменных дорожных ассистентов Volvo, отвечающих за безопасность движения.

В качестве альтернативы этой комплектации доступна версия R-Design. Начальная стоимость – 6 766 000 рублей.

Итоговая стоимость машины может сильно увеличиться, так как автопроизводитель предлагает клиентам множество премиальных наборов опций.

XC90 Recharge возглавляет список лучших гибридов в плане оснащения различными системами безопасности для водителя и пассажиров.

+ Высокое качество отделочных материалов;

+ Множество систем безопасности;

+ Очень высокая цена с учётом дополнительных наборов опций.

Range Rover Sport HST

Обзор гибридных автомобилей Sport HST стоит начать с нового бензинового агрегата линейки Ingenium. Компания Jaguar Land Rover использовала в экологичной версии внедорожника 3-литровый мотор мощностью 400 л.с. Этот ДВС работает с гибридной системой MHEV, которая не требует подзарядки от электрической сети.

Электроустановка Sport HST выполняет вспомогательные функции по улучшению топливной экономичности и снижению выбросов CO2. В отличие от того же Volvo, внедорожник Range Rover не умеет ездить на одной электротяге.

Сравнение гибридов шведского и британского производителя в плане технологий безопасности также говорит не в пользу второго. Однако Jaguar Land Rover делает ставку на высокую динамику и фирменную управляемость, которые нехарактерны для гибрида Volvo.

Среди отличительных особенностей британского автомобиля — полностью алюминиевый кузов и систему адаптивного управления подвеской Adaptive Dynamics.

Стоимость гибридной машины зависит от выбранных опций и рассчитывается автопроизводителем по запросу.

+ Большой внедорожный потенциал;

— Высокий расход по сравнению с другими гибридами.

Электродвигатели для мощности и экономии

Когда-то гибридные автомобили считались утопией, сегодня же на рынке огромный выбор разных марок, модификаций и комплектаций. Давайте рассмотрим их подробнее.

Среди самых экономичных и экологичных авто по-прежнему лидируют электрические, но их покупают не так охотно, как гибридные. Последние питаются как обычным топливом, так и электричеством, не загрязняя природу губительными выбросами и не создавая дополнительный шум. Но гибриды бывают разными. Рассмотрим самые распространённые категории:

1. Полные гибридные автомобили: обычный бензиновый (или дизельный) ДВС используется только для подзарядки энергетической батареи. Это практически электромобили, и на данный момент они самые экономичные;
2. Параллельные: автомобиль в движение приводят одновременно электрический агрегат и обычный;
3. Последовательные: способны работать только на электричестве (в пределах города) или только на топливе (на автомагистралях);
4. «Мягкие»: электромотор активируется лишь в сложных ситуациях, когда необходима добавочная мощность – при резком ускорении, например, или подъёме по склону. ДВС выключается при езде накатом, торможении и в простое, на холостом ходу. Когда требуется резкое ускорение, в игру вступают оба агрегата: электрический помогает бензиновому, в итоге поддерживается хорошая динамика и экономичность. Мощный стартер позволяет заводиться мгновенно, а экономия топлива доходит до 30% на фоне обычных не гибридных авто.
5. Подключаемые плагин-гибриды: эти машины способны заряжаться от электросети. Когда есть возможность систематически подпитывать батарею от внешних источников (зарядных станций или устройств), можно ездить на одном электричестве. Если нет, когда истощится запас энергии, в работу включится ДВС. В этом их преимущество перед электромобилями – те не смогут передвигаться, когда энергетические хранилища опустеют.

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).

Последовательный вид работы гибридной установки применяется на набирающем популярность гибриде от компании Nissan — это Nissan Note.

• Параллельное взаимодействие. (В данном случае электромотор одновременно является стартером.)
• Последовательно-параллельное совмещение. (При этом варианте функционируют обе схемы).

Последовательно-параллельная вид работы гибридной установки применяется на самом популярном гибриде от компании Тойота — это Тойота Приус.

Японские автомобили с гибридным двигателем

Toyota Prius

Японские гибриды Prius продаются от 2 154 тыс. рублей в единственной комплектации «Люкс». Оснащаются безальтернативным 1,8-литровым бензиновым двигателем мощностью 98 л.с. и синхронным электрическим мотором на постоянных магнитах с отдачей в 72 л.с.

170-сильные Prius — дешевые автомобили в классе гибридов в России, что связано с прекращением продаж их более доступных комплектаций и затягиванием дебюта Nissan Leaf 2 поколения.

Несмотря на высокую стоимость, владелец получает компактное городское авто с малопривлекательной внешностью. Передняя часть Toyota с «зигзагообразной» оптикой смотрится вычурно и безвкусно.

Машина, разработанная в соответствии с дизайнерской концепцией «YU-BI-SHIN», слишком противоречива. Зато неплохо оснащена. Prius в комплектации «Люкс» имеет 2-зонный климат-контроль, кожаную обивку сидений, цифровую приборную панель, круиз-контроль, аудиосистему люкс-класса JBL c 10 динамиками. Специально для российских покупателей машина поставляется с пакетом опций «Зимний комфорт» (обогрев зеркал заднего вида, дополнительный салонный отопитель и др.). Доплачивать за него не нужно.

+ Множество опций и систем безопасности.

— Отсутствие комплектаций начального уровня.

Lexus RX 450h

RX 450h – премиальный городской кроссовер. Оснащён 3,5-литровым бензиновым мотором и 2 электродвигателями. Когда транспортное средство замедляет ход, в аккумуляторных батареях происходит накопление кинетической энергии.

RX в исполнении Hybrid имеет стремительный и динамичный силуэт, хорошо узнаваемый поклонниками японской марки Lexus Этот образ подкрепляют 263-сильный бензиновый двигатель и 2 тяговых электромотора. Совокупная мощность гибридного двигателя Lexus RX 450h– 313 л.с.

Lexus продаётся в России в 2 исполнениях – Premium и Exclusive. В базовой комплектации гибрида предусмотрено 10 подушек безопасности, 20-дюймовые легкосплавные диски, мультимедийный центр со встроенным навигатором, высокотехнологичная система VDIM, отвечающая за управление динамикой автомобиля.

Видео: Lexus RX 2017 Тест Драйв и Обзор

+ Множество систем безопасности.

+ Качественная отделка салона.

— Тряская и слишком мягкая подвеска рассчитана на езду только по асфальтовым дорогам высокого качества.

Infinity QX60

QX60 – 7-местный автомобиль, продающийся на российском рынке как в стандартной бензиновой (3,5 л, 262 л.с.), так и в более мощной гибридной версии. Независимо от силовой системы, машина комплектуется трансмиссией CVT с функцией ручного переключения и имеет полный привод.

Совокупная мощность и максимальный крутящий момент ДВС и электромотора составляют 250 л.с. и 368 Нм соответственно.

Машина марки Infiniti выглядит красиво и хорошо оснащена, поэтому попала в рейтинг гибридных автомобилей. Имеет солидную колёсную базу (2900 мм), что обеспечивает большое количество свободного места для пассажиров в салоне и багажа. Но гибрид не может похвастаться топливной экономичностью. В комбинированном цикле премиальный кроссовер потребляет 8,5 литров на 100 км пути.

Видео: Тест драйв INFINITI QX60

+ Просторный 7-местный салон.

— Гибрид с невысокой топливной экономичностью.

Лучшие гибридные автомобили, проверенные временем

На рынке предлагается большое количество гибридных автомобилей, при этом каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, тем не менее, рискнем назвать тройку мировых лидеров в гибридном сегменте, которые по совокупности характеристик являются лучшими.

Toyota Prius. Автомобиль предлагает высокую экономичность и доступную стоимость, что обеспечивает ему огромные продажи. Авто предлагается с 98-сильным бензиновым двигателем объемом 1,8 литра. Два дополнительных электромотора имеют производительность 36 «лошадок». Силовая установка машины построена так, что ДВС включается только при необходимости. Без сомнения, на сегодняшний день это лучшая гибридная машина в мире. На сегодняшний момент самой «свежей» модификацией Приуса является модель Toyota Prius Plus 2015-го модельного года.

Toyota Camry Hybrid. Внешне машина не отличается от стандартных Camry и является представителем бизнес-класса с высокими динамическими характеристиками. В основе авто 2,5-литровый мотор суммарной производительностью 200 лошадиных сил.

Ford Fusion Hybrid. Американский среднеразмерный седан предлагает высокий уровень комфортабельности и нестандартный подход к оформлению интерьера. В движение авто приводится 2,5-литровым двигателем, работающим совместно с электрическим мотором.

Как уже говорилось выше, подключились к борьбе и немецкие автопроизводители, выпустив гибридные версии своих самых популярных моделей. Фольксваген представил Passat GTE B8, Ауди начала производство гибридной модификации своей самой надежной модели — Audi A6 e-Tron, а баварцы — популярной БМВ 3-ей серии 330e. Не стал исключением и всеми любимый Mercedes, наладивший производство гибридов для большинства своих машин, самым экономичным из которых является Mercedes C350 Plug-in-Hybrid с расходом топлива всего 2,1 л на 100 км пути.

Разнообразие и ассортимент гибридных автомобилей стал настолько широк, что в настоящее время не предоставит трудности выбрать подходящую модель практически в любом типе кузова. Не останутся без выбора даже любители спортивных автомобилей, которые могут присмотреться к футуристичным спорткарам BMW i8 или Audi R8 e-Tron.

Минусы гибридных кроссоверов

1. Гибридный автомобиль все еще является весьма и весьма недешевым удовольствием. Связано это со высокой сложностью конструкции гибридной силовой установки.
2. Сложность конструкции гибрида, как следствие, влечет удорожание его технического обслуживания на специализированных СТО.
3. Невысокая емкость и саморазряд аккумуляторных батарей.
4. Высокая зависимость уровня заряда аккумулятора от климатических условий. Например, на морозе батарея разрядится быстрее, если не моментально.

Несмотря на такие противоречивые характеристики, гибридные автомобили становятся все более и более восстребованными. В значительной степени из-за того, что являются на сей момент крайним звеном автопрома перед полностью экологичными электромобилями. Судя по многообразию моделей гибридных авто и электромобилей, это светлое будущее уже не за горами.

Гибридные автомобили массово выпускаются сравнительно недавно, с начала 2000-х годов. Придет время и на улицах наших городов эти машины перестанут быть экзотикой. Они помогают сохранить воздух годов на уровне, приемлемом для здоровья человека. И это решающий фактор, который даст толчок к дальнейшему развитию этого направления в автомобилестроении.

Скорее всего недостатки, включая дороговизну, ненадежность работы аккумуляторных батарей и большой вес машины, будут устраняться. А достоинства и удобство эксплуатации увеличиваться. И главная причина тут одна – минимальные выбросы в атмосферу. Появятся новые модели гибридных автомобилей. И они будут доминировать над обычными бензиновыми и дизельными двигателями, по крайней мере, в городских условиях.