Hvernig tvinnvél virkar, kostir og gallar hagkvæms mótor
efni
Tilkoma tvinnbíla hefur orðið þvinguð mælikvarði bílaframleiðenda í umskiptum frá brunahreyflum (ICE) á kolvetniseldsneyti yfir í hreinni orkuver. Tæknin hefur ekki enn leyft að búa til fullgildan rafbíl, efnarafalabíl eða nokkurn annan af stórum lista yfir fræðilega mögulegar áttir til þróunar sjálfvirkra flutninga, og þörfin hefur þegar þroskast.
Ríkisstjórnir fóru að herða mjög á bílaiðnaðinn með umhverfiskröfum og neytendur vildu sjá eigindlegt skref fram á við, en ekki aðra smásæja endurbætur á mótor sem þekktur hefur verið í meira en öld á einni af olíuhreinsunarvörum.
Hvaða bíll er kallaður "blendingur"
Afltæki millistigsins byrjaði að vera sambland af þegar sannaðri hönnun á brunahreyfli og einum eða fleiri rafmótorum.
Rafmagnshluti dráttarbúnaðarins er knúinn af rafala sem eru vélrænt tengdir gasvél eða dísilvél, rafhlöðum og endurheimtarkerfi sem skilar orku sem losnar við hemlun ökutækis til drifsins.
Öll hin fjölmörgu kerfi fyrir hagnýta útfærslu hugmyndarinnar eru kölluð blendingar.
Stundum afvegaleiða framleiðendur viðskiptavini með því að hringja í tvinnkerfi þar sem rafdrifið er eingöngu notað til að ræsa aðalmótorinn í start-stop ham.
Þar sem engin tengsl eru á milli rafmótora og hjóla og möguleika á að keyra á rafdrifi er rangt að kenna slíkum bílum við tvinnbíla.
Meginreglan um notkun tvinnhreyfla
Með allri margs konar hönnun hafa slíkar vélar sameiginlega eiginleika. En munurinn er svo mikill frá tæknilegu sjónarhorni að í raun eru þetta ólíkir bílar með sína kosti og galla.
Tæki
Hver blendingur inniheldur:
- brunahreyfill með skiptingu, lágspennu aflgjafaneti um borð og eldsneytistank;
- togmótorar;
- geymslurafhlöður, oftast háspennu, sem samanstanda af rafhlöðum sem eru tengdar í röð og samhliða;
- raflagnir með háspennuskipti;
- rafeindastýringareiningar og aksturstölvur.
Til að tryggja að allar notkunarmátir samþættrar vélrænnar og rafknúinnar gírkassa gerist venjulega sjálfkrafa, aðeins almenn umferðarstjórnun er falin ökumanni.
Áætlun um vinnu
Það er hægt að tengja rafmagns- og vélræna íhluti sín á milli á mismunandi hátt; með tímanum hafa rótgróin sértæk, oft notuð kerfi staðið upp úr.
Þetta á ekki við um síðari flokkun drifsins í samræmi við sérstaka hlutdeild rafdráttar í heildarorkujöfnuði.
samkvæmur
Fyrsta kerfið, það rökréttasta, en nú lítið notað í bílum.
Meginverkefni þess var að vinna í þungum tækjum, þar sem fyrirferðarlítill rafmagnsíhlutir hafa með góðum árangri leyst af hólmi fyrirferðarmikla vélræna gírskiptingu, sem einnig er mjög erfitt að stjórna. Vélin, venjulega dísilvél, er eingöngu hlaðin á rafrafall og er ekki beintengd við hjólin.
Hægt er að nota strauminn sem rafallinn myndar til að hlaða rafgeyminn og þar sem hann er ekki til staðar er hann sendur beint í rafmótora.
Þeir geta verið einn eða fleiri, allt að uppsetningu á hverju hjóli bíls samkvæmt meginreglunni um svokölluð mótorhjól. Magn þrýstingsins er stjórnað af raforkueiningunni og brunahreyfillinn getur stöðugt starfað í bestu stillingu.
Samhliða
Þetta fyrirkomulag er nú algengast. Í honum vinna rafmótorinn og brunavélin fyrir sameiginlega gírskiptingu og rafeindabúnaðurinn stjórnar ákjósanlegu hlutfalli orkunotkunar hvers drifs. Báðar vélarnar eru tengdar við hjólin.
Endurheimtunarstillingin er studd þegar rafmótorinn breytist í rafal við hemlun og hleður rafhlöðuna. Í nokkurn tíma getur bíllinn aðeins hreyft sig á hleðslu sinni, aðalbrennsluvélin er dempuð.
Í sumum tilfellum er notað rafhlaða með töluverða afkastagetu, búin með möguleika á ytri hleðslu frá heimilisneti eða sérhæfðri hleðslustöð.
Almennt séð er hlutverk rafgeyma hér lítið. En skipting þeirra er einfölduð, hættulegar háspennurásir eru ekki nauðsynlegar hér og massi rafhlöðunnar er mun minni en rafbíla.
blandað
Sem afleiðing af þróun rafdrifstækni og geymslugetu hefur hlutverk rafmótora við að skapa togkraft aukist, sem hefur leitt til þess að fullkomnustu röð-samhliða kerfin hafa komið fram.
Hér er byrjað úr kyrrstöðu og farið á lágum hraða framkvæmt á rafdrifinu og brunahreyfillinn er aðeins tengdur þegar mikil afköst er krafist og þegar rafhlöðurnar eru tæmdar.
Báðir mótorar geta starfað í akstursstillingu og vel ígrunduð rafeindaeining velur hvert og hvernig á að beina orkuflæði. Ökumaðurinn getur fylgst með þessu á grafísku upplýsingaskjánum.
Viðbótarrafall er notað, eins og í raðrás, sem getur veitt rafmótora orku eða hlaðið rafhlöðu. Hemlunarorkan er endurheimt í gegnum bakhlið togmótorsins.
Svona er mörgum nútíma tvinnbílum raðað, einkum einn af þeim allra fyrstu og vel þekktu - Toyota Prius
Hvernig virkar tvinnvél samkvæmt dæmi Toyota Prius
Þessi bíll er nú kominn í sína þriðju kynslóð og hefur náð ákveðinni fullkomnun, þó að keppandi tvinnbílar haldi áfram að auka flækjustig og skilvirkni hönnunar.
Grundvöllur akstursins hér er meginreglan um samvirkni, samkvæmt henni geta brunavél og rafmótor tekið þátt í hvaða samsetningu sem er til að skapa tog á hjólunum. Samhliða vinnu þeirra veitir flókið fyrirkomulag af plánetugerð, þar sem kraftflæðinu er blandað saman og sent í gegnum mismunadrifið til drifhjólanna.
Ræsing og ræsing hröðun fer fram með rafmótor. Ef rafeindatæknin ákveður að geta þess sé ekki næg, er hagkvæm bensínvél sem starfar á Atkinson-hringrásinni tengd.
Í hefðbundnum bílum með Otto mótorum er ekki hægt að nota slíka hitauppstreymi vegna skammvinnra aðstæðna. En hér eru þeir veittir af rafmótor.
Aðgerðin í lausagangi er útilokuð, ef Toyota Prius ræsir brunavélina sjálfkrafa, þá er strax fundið vinna fyrir hann, til að aðstoða við hröðun, hlaða rafhlöðuna eða útvega loftkælingu.
Hann hefur stöðugt álag og vinnur á besta hraða, lágmarkar bensínnotkun, þar sem hann er á hagstæðasta punkti ytri hraðaeiginleika þess.
Það er enginn hefðbundinn ræsir, þar sem slíkur mótor er aðeins hægt að ræsa með því að snúa honum á verulegum hraða, sem er það sem afturkræfur rafall gerir.
Rafhlöður hafa mismunandi getu og spennu, í flóknustu endurhlaðanlegu útgáfunni af PHV eru þær nú þegar nokkuð algengar fyrir rafbíla 350 volt við 25 Ah.
Kostir og gallar blendinga
Eins og allar málamiðlanir eru tvinnbílar síðri en hrein rafknúin farartæki og hin venjulega klassísku olíuknúnu.
En á sama tíma gefa þeir ávinning í fjölda eigna, fyrir einhvern sem starfar sem aðal:
- einföldun aðferða sem notuð eru til að berjast gegn skaðlegri útblæstri frá brunahreyflum;
- að ná einhverri eldsneytissparnaði, hvernig sem á móti kemur;
- möguleika á hreyfingu á hreinu rafdrifi þar sem notkun brunahreyfla er bönnuð;
- nokkuð einföld aukning á uppgefnu afkastagetu;
- ómöguleikinn, ólíkt rafbíl, að vera orkulaus fjarri rafkerfinu.
Allir ókostir eru tengdir tækniflækjum:
- þörfin fyrir hæft starfsfólk sem er sérþjálfað til að vinna með blendinga;
- aukning á massa ökutækisins, sem eyðir einnig eldsneyti;
- hærra verð á bílnum;
- tap á rafknúnum ökutækjum vegna varðveislu brunahreyfilsins og alls þess sem henni tengist;
- enn ófullnægjandi tækni og skortur á samræmdri nálgun við hönnun;
- léleg umhverfisvænni við framleiðslu rafgeyma og förgun þeirra.
Hugsanlegt er að framleiðsla á tvinnbílum haldi áfram eftir að fornbílar hverfa algjörlega.
En þetta gerist aðeins ef til verður ein fyrirferðarlítil, hagkvæm og vel stýrð kolvetniseldsneytisvél, sem verður góð viðbót við rafbíl framtíðarinnar og eykur enn ófullnægjandi sjálfræði hans verulega.
