Sut mae injan hybrid yn gweithio, manteision ac anfanteision modur darbodus
Cynnwys
Mae ymddangosiad cerbydau hybrid wedi dod yn fesur gorfodol o wneuthurwyr ceir wrth drosglwyddo o beiriannau tanio mewnol (ICE) ar danwydd hydrocarbon i weithfeydd pŵer glanach. Nid yw technoleg eto wedi caniatáu creu car trydan llawn, car cell tanwydd, nac unrhyw un arall o restr fawr o gyfarwyddiadau damcaniaethol bosibl ar gyfer datblygu trafnidiaeth ymreolaethol, ac mae'r angen eisoes wedi aeddfedu.
Dechreuodd llywodraethau clampio'n gryf ar y diwydiant ceir gyda gofynion amgylcheddol, ac roedd defnyddwyr am weld cam ansoddol ymlaen, ac nid gwelliant microsgopig arall o fodur sy'n hysbys am fwy na chanrif ar un o'r cynhyrchion puro olew.
Pa gar sy'n cael ei alw'n "hybrid"
Dechreuodd uned bŵer y cam canolradd fod yn gyfuniad o ddyluniad profedig o injan hylosgi mewnol ac un neu fwy o foduron trydan.
Mae rhan drydanol yr uned tyniant yn cael ei bweru gan eneraduron sydd wedi'u cysylltu'n fecanyddol ag injan nwy neu injan diesel, batris a system adfer sy'n dychwelyd ynni a ryddhawyd yn ystod brecio cerbyd i'r gyriant.
Gelwir yr holl gynlluniau niferus ar gyfer gweithredu'r syniad yn ymarferol yn hybridau.
Weithiau mae gweithgynhyrchwyr yn camarwain cwsmeriaid trwy ffonio systemau hybrid lle mae'r gyriant trydan yn cael ei ddefnyddio dim ond i gychwyn y prif fodur yn y modd cychwyn-stop.
Gan nad oes cysylltiad rhwng moduron ac olwynion trydan a'r posibilrwydd o yrru ar draciant trydan, mae'n anghywir priodoli ceir o'r fath i rai hybrid.
Yr egwyddor o weithredu peiriannau hybrid
Gyda'r holl amrywiaeth o ddyluniadau, mae gan beiriannau o'r fath nodweddion cyffredin. Ond mae'r gwahaniaethau mor fawr o safbwynt technegol fel eu bod mewn gwirionedd yn wahanol geir gyda'u manteision a'u hanfanteision eu hunain.
Dyfais
Mae pob hybrid yn cynnwys:
- injan hylosgi mewnol gyda'i drawsyriant, rhwydwaith cyflenwad pŵer foltedd isel ar y bwrdd a thanc tanwydd;
- moduron tyniant;
- batris storio, yn amlaf rhai foltedd uchel, sy'n cynnwys batris wedi'u cysylltu mewn cyfres ac yn gyfochrog;
- gwifrau pŵer gyda switsh foltedd uchel;
- unedau rheoli electronig a chyfrifiaduron ar y cwch.
Gan sicrhau bod pob dull gweithredu o drosglwyddiad mecanyddol a thrydanol integredig fel arfer yn digwydd yn awtomatig, dim ond rheolaeth traffig cyffredinol sy'n cael ei ymddiried i'r gyrrwr.
Cynlluniau gwaith
Mae'n bosibl cysylltu'r cydrannau trydanol a mecanyddol â'i gilydd mewn gwahanol ffyrdd; dros amser, mae cynlluniau penodol sefydledig, a ddefnyddir yn aml, wedi sefyll allan.
Nid yw hyn yn berthnasol i ddosbarthiad diweddarach y gyriant yn ôl y gyfran benodol o tyniant trydan yn y cydbwysedd ynni cyffredinol.
gyson
Y cynllun cyntaf un, y mwyaf rhesymegol, ond ychydig a ddefnyddir bellach mewn ceir.
Ei brif dasg oedd gweithio mewn offer trwm, lle mae cydrannau trydanol cryno wedi disodli trosglwyddiad mecanyddol swmpus yn llwyddiannus, sydd hefyd yn anodd iawn ei reoli. Mae'r injan, injan diesel fel arfer, yn cael ei lwytho'n gyfan gwbl ar generadur trydan ac nid yw wedi'i gysylltu'n uniongyrchol â'r olwynion.
Gellir defnyddio'r cerrynt a gynhyrchir gan y generadur i wefru'r batri tyniant, a lle na chaiff ei ddarparu, caiff ei anfon yn uniongyrchol at y moduron trydan.
Gall fod un neu fwy ohonynt, hyd at osod ar bob olwyn o gar yn unol ag egwyddor yr hyn a elwir yn olwynion modur. Mae maint y byrdwn yn cael ei reoleiddio gan yr uned bŵer trydan, a gall yr injan hylosgi mewnol weithredu'n gyson yn y modd mwyaf optimaidd.
Cyfochrog
Y cynllun hwn yw'r mwyaf cyffredin bellach. Ynddo, mae'r modur trydan a'r injan hylosgi mewnol yn gweithio ar gyfer trosglwyddiad cyffredin, ac mae'r electroneg yn rheoleiddio'r gymhareb optimaidd o ddefnydd ynni gan bob un o'r gyriannau. Mae'r ddwy injan wedi'u cysylltu â'r olwynion.
Cefnogir y modd adfer, pan fydd y modur trydan yn troi'n generadur yn ystod y brecio ac yn ailwefru'r batri storio. Am beth amser, dim ond ar ei dâl y gall y car symud, mae'r prif injan hylosgi mewnol yn ddryslyd.
Mewn rhai achosion, defnyddir batri o gapasiti sylweddol, gyda'r posibilrwydd o godi tâl allanol o rwydwaith AC cartref neu orsaf wefru arbenigol.
Yn gyffredinol, mae rôl batris yma yn fach. Ond mae eu newid wedi'i symleiddio, nid oes angen cylchedau foltedd uchel peryglus yma, ac mae màs y batri yn llawer llai na cherbydau trydan.
cymysg
O ganlyniad i ddatblygiad technoleg gyrru trydan a chynhwysedd storio, mae rôl moduron trydan wrth greu ymdrech olrhain wedi cynyddu, sydd wedi arwain at ymddangosiad y systemau cyfres-gyfochrog mwyaf datblygedig.
Yma, gan ddechrau o stop a symud ar gyflymder isel, mae tyniant trydan yn cael ei wneud, ac mae'r injan hylosgi mewnol wedi'i gysylltu dim ond pan fydd angen allbwn uchel a phan fydd y batris wedi dod i ben.
Gall y ddau fodur weithredu yn y modd gyrru, ac mae uned electronig sydd wedi'i hystyried yn ofalus yn dewis ble a sut i gyfeirio llif egni. Gall y gyrrwr ddilyn hyn ar yr arddangosfa gwybodaeth graffig.
Defnyddir generadur ychwanegol, fel mewn cylched cyfres, a all gyflenwi ynni i foduron trydan neu wefru batri. Mae'r egni brecio yn cael ei wella trwy gefn y modur tyniant.
Dyma faint o hybridau modern sy'n cael eu trefnu, yn enwedig un o'r rhai cyntaf ac adnabyddus - Toyota Prius
Sut mae injan hybrid yn gweithio ar enghraifft Toyota Prius
Mae'r car hwn bellach yn ei drydedd genhedlaeth ac wedi cyrraedd rhywfaint o berffeithrwydd, er bod hybridau cystadleuol yn parhau i gynyddu cymhlethdod ac effeithlonrwydd dyluniadau.
Sail y gyriant yma yw'r egwyddor o synergedd, yn ôl y gall injan hylosgi mewnol a modur trydan gymryd rhan mewn unrhyw gyfuniad wrth greu torque ar yr olwynion. Mae cyfochrogrwydd eu gwaith yn darparu mecanwaith cymhleth o'r math planedol, lle mae'r llifoedd pŵer yn cael eu cymysgu a'u trosglwyddo trwy'r gwahaniaeth i'r olwynion gyrru.
Mae cychwyn a chyflymiad cychwyn yn cael ei berfformio gan fodur trydan. Os yw'r electroneg yn penderfynu nad yw ei alluoedd yn ddigon, mae injan gasoline darbodus sy'n gweithredu ar gylchred Atkinson wedi'i gysylltu.
Mewn ceir confensiynol gyda moduron Otto, ni ellir defnyddio cylchred thermol o'r fath oherwydd amodau dros dro. Ond yma fe'u darperir gan fodur trydan.
Mae'r modd segur wedi'i eithrio, os yw'r Toyota Prius yn cychwyn yr injan hylosgi mewnol yn awtomatig, yna darganfyddir gwaith ar unwaith ar ei gyfer, i helpu i gyflymu, codi tâl ar y batri neu ddarparu aerdymheru.
Yn gyson â llwyth ac yn gweithio ar y cyflymder gorau posibl, mae'n lleihau'r defnydd o gasoline, gan fod ar bwynt mwyaf manteisiol ei nodwedd cyflymder allanol.
Nid oes cychwynnydd traddodiadol, gan mai dim ond trwy ei droelli i gyflymder sylweddol y gellir cychwyn modur o'r fath, sef yr hyn y mae generadur cildroadwy yn ei wneud.
Mae gan batris alluoedd a folteddau gwahanol, yn y fersiwn aildrydanadwy fwyaf cymhleth o'r PHV, mae'r rhain eisoes yn eithaf cyffredin ar gyfer cerbydau trydan 350 folt ar 25 Ah.
Manteision ac anfanteision hybrid
Fel unrhyw gyfaddawd, mae hybridau yn israddol i gerbydau trydan pur a'r rhai clasurol arferol â thanwydd olew.
Ond ar yr un pryd maent yn rhoi enillion mewn nifer o eiddo, i rywun sy'n gweithredu fel y prif rai:
- symleiddio'r dulliau a ddefnyddir i frwydro yn erbyn allyriadau niweidiol peiriannau tanio mewnol;
- cyflawni rhywfaint o gynildeb tanwydd, sut bynnag yr ymleddir;
- y posibilrwydd o symud ar draction trydan pur lle gwaherddir defnyddio peiriannau tanio mewnol;
- cynnydd gweddol syml yn y capasiti datganedig;
- yr amhosibilrwydd, yn wahanol i gar trydan, i aros heb ynni i ffwrdd o'r rhwydwaith trydanol.
Mae'r holl anfanteision yn gysylltiedig â chymhlethdod technoleg:
- yr angen am bersonél cymwys sydd wedi'u hyfforddi'n arbennig i weithio gyda hybridau;
- cynnydd ym màs y cerbyd, sydd hefyd yn defnyddio tanwydd;
- pris uwch y car;
- colled i gerbydau trydan oherwydd cadwraeth yr injan hylosgi mewnol a phopeth sy'n gysylltiedig ag ef;
- technolegau heb eu datblygu'n ddigonol o hyd a diffyg ymagwedd unedig at ddylunio;
- cyfeillgarwch amgylcheddol gwael wrth gynhyrchu batris a'u gwaredu.
Mae'n bosibl y bydd cynhyrchu hybrid yn parhau ar ôl diflaniad llwyr ceir clasurol.
Ond bydd hyn yn digwydd dim ond os bydd un injan tanwydd hydrocarbon cryno, darbodus a rheoli'n dda yn cael ei greu, a fydd yn ychwanegiad da at gar trydan y dyfodol, gan gynyddu'n sylweddol ei ymreolaeth annigonol o hyd.
