Когда был построен первый гибридный автомобиль

История гибридного автомобиля

Сегодня понятие гибридный автомобиль у многих ассоциируется с легендарным Toyota Prius Hybrid. Справедливо, ведь это первый легковой серийный автомобиль, оснащенный современным гибридным двигателем. Однако история гибридных машин начинается гораздо раньше…

Первый гибридный автомобиль

Удивительно, но в начале 20 века электромобили составляли серьезную конкуренцию автомобилям с двигателем внутреннего сгорания. Но громоздкая и нерентабельная система аккумуляторов вытеснила электрические автомобили с рынка. Одним из ярких представителей электрокаров того времени был Lohner-Porsche — детище Фердинанда Порше.

Первоначально немецкий инженер задумывал построить электрический автомобиль, но позже к электрической схеме был добавлен ДВС. Первый в мире гибрид окрестили Semper Vivus (всегда живой). Так началась история гибридного автомобиля.

После второй мировой по советским улицам ездил автобус — ЗИС-154. В его хвостовой части находился дизельный 110-сильный агрегат, работающий в паре с генератором постоянного тока. В 60-70 годы советский ученый Нурбей Гулиа проводил множество испытаний с маховичными гибридными двигателями, благодаря которым удавалось почти на половину снизить расход дизельного топлива.

В то же время «за океаном» американский инженер Виктор Воук преобразовал Buick Skylark, оснастив его роторным мотором и 20-киловаттным электродвигателем. Эти люди внесли непосредственный вклад в развитие экономичных и экологичных автомобилей.

Поэтому гибридный автомобиль Toyota Prius лишь венчание многолетней работы многих талантливых инженеров. Но это не умоляет заслуг японских конструкторов, они сделали настоящий прорыв.

Современные системы гибридных автомобилей

Для легковых автомобилей первоначальная конструкция гибридных установок была слишком громоздкой и тяжелой. Японцы предложили для гибридного автомобиля Prius уникальную систему, которая представляет собой союз двух электромоторов, выполняющих роль генераторов, и бензинового двигателя работающего по циклу Аткинсона. Работа по такому циклу делает двигатель более экономичным и экологичным, однако мощность у него не велика. Очевидные плюсы усовершенствованной технологии:

У такой системы все еще есть свои недостатки, но все они решаемы. Кажется, что гибридный автомобиль – это то самое звено, которое позволит человечеству выиграть время и постепенно перейти на альтернативные источники энергии.

Источник

DENSO › Блог › Японские легенды: как создавался первый в мире массовый гибридный автомобиль

Гибридная силовая установка для автомобиля предполагает в себе сочетание двух типов двигателя. Например, в теории могло бы существовать сочетание парового двигателя и ДВС. Однако представить подобный гибрид (и для чего он был бы нужен) — затруднительно. А вот использование в одной силовой установке электрического мотора и ДВС — уже давно стало реальностью, и не последнее слово в этом деле принадлежит компаниям DENSO и Toyota.

Нужно сказать, что «синергия» электродвигателя и ДВС почти так же стара, как и история автомобиля. Первый гибрид датируется концом 19-го века, когда ранние автомобильные дизайнеры изо всех сил пытались найти достаточную мощность для перемещения своих экипажей. В 1900-м году небезызвестный Фердинанд Порше, работая на заводе Lohner в Австрии, спроектировал и разработал первый успешный серийный гибрид с четырьмя колесами с электроприводом, работающими от двух генераторов, каждый из которых приводится в действие ДВС Daimler мощностью в 2,5 л. с. Так родилась классическая концепция «ДВС — генератор — электродвигатель».

Одним из не менее известных детищ Порше является немецкая самоходка «Фердинанд» — силовой агрегат многотонной бронированной машины состоял из двух бензиновых двигателей, приводивших в действие генераторы, которые питали электродвигатели, приводящие самоходку в движение.

За пределами Германии

Двумя другими ранними гибридами времен зари автомобилестроения также были Owen Magnetic — серийная машина, в которой ДВС заряжал батареи для работы электродвигателя, и Woods Dual Power, который мог использовать свой двигатель, электродвигатель или оба сразу, что больше похоже на параллельную гибридную установку.

Однако уже к 1920-м годам автопроизводители надолго потеряли интерес к гибридам, вплоть до 1960-х годов, когда началось ужесточение экологических требований с одной стороны и повышение цен на нефть — с другой. Усилия по уменьшению загрязнения были направлены в том числе и на поиск силовой установки автомобиля, которая бы значительно меньше расходовала топливо.

Наибольший всплеск интереса к гибридной силовой установке произошел в США. Конгресс вполне прозрачно намекнул автопроизводителям, что готов финансово поддерживать развитие таких передовых автомобилей, которые бы позволили снизить зависимость американской транспортной системы от дорогой иностранной нефти. Ближе всех к цели оказался гигант GM.

Мало того, что было создано несколько перспективных гибридов (таких как XP-883), при поддержке GM инженеры из близкой концерну компании TRW разработали электромеханическую трансмиссию, способную передавать общий крутящий момент от ДВС и электродвигателей на одну ось.

Читайте также:  Почему делают скидки на автомобили

Предприимчивые азиатские производители никогда не пытались изобрести велосипед. Так вышло и в этот раз. С середины 1970-х Toyota активно сотрудничала с GM в области топливных элементов, гибридов и других передовых технологий. Интерес японцев, всецело зависевших от импорта углеводородов, был понятен. С 1976 года Toyota начала эксперименты с небольшим гибридным спортивным автомобилем, приводимым в действие газотурбинным генератором и электродвигателем. В 1984 году вместе с GM Toyota открывает в США совместное предприятие NUMMI, целью которого было производство автомобилей и обмен промышленным опытом.

Так в Японию попали наработки перспективных гибридов GM и TRW. И эти наработки упали на очень благодатную почву. А на западе гибридную идею в тот момент так и не смогли довести до ума — где-то сработало бензиновое лобби, где-то просто не хватило технологий.

Взять лучшее и добавить немного своего

Вместо того, чтобы изобретать колесо, Toyota просто-напросто переняла и усовершенствовала гибридную конфигурацию TRW, состоящую из одного двигателя внутреннего сгорания и двух электродвигателей-генераторов. Потоки мощности скрещивались и передавались на колеса (а в ситуации рекуперации — обратно от колес) через простой и надежный планетарный механизм.

Важным моментом в этой истории стало создание системы управления мощностью электрической части гибрида. Здесь пригодились знания и опыт инженеров DENSO. Японцам удалось создать компактный инвертор для трансформации переменного тока мотор-генераторов в постоянный для хранения в батарее. В одном корпусе с инвертором был установлен и блок управления мощностью, который отдавал команды на мотор-генераторы. Компактные и мощные MG также создавались при непосредственном участии специалистов DENSO.

80 лучших инженеров и 2 года — именно столько понадобилось Toyota и DENSO для создания первого прототипа гибридной силовой установки. Более того, на автосалон в Токио 1995 года привезли не просто концепт, а вполне себе тестовый автомобиль, буквально сразу после испытаний.

Так японцам удалось создать законченный образ того, что не смогли завершить ни американцы, ни европейцы. Прошло еще 2 года, и мир увидел первый серийный гибридный автомобиль, названный Toyota Prius. В этом смысле Приус является уникальной машиной — мало какой по-настоящему инновационный автомобиль был доведен до серии за столь короткий срок.

Силовая установка Приуса состоит из четырехцилиндрового ДВС малого объема и мощности, работающего в паре с двумя мотор-генераторами. Поочередно меняясь, в зависимости от режима движения, они работают как электромоторы или как генераторы. При этом ДВС используется для подзарядки батареи, хранящей электроэнергию, которая питает один электромотор через второй мотор-генератор.

Силовая установка получилась настолько компактной, что без проблем поперечно располагается в моторном отсеке довольно маленькой машины.

Применив надежную планетарную передачу для скрещивания потоков мощности, Приус изначально удалось избавить от «детских болезней» многих других гибридов в виде слишком тяжелой или сложной системы согласования мощности.

Серийный Приус для зарубежных стран Toyota выпустила в 2000 году, и с тех пор гибридный автомобиль стал визитной карточкой японского бренда. Несмотря на то, что большинство автопроизводителей стали спешно нагонять, «гибрид» до сих пор во многом ассоциируется именно с Toyota благодаря успеху Приуса.

Простой в обслуживании и эксплуатации, этот автомобиль смог сэкономить миллионы тонн бензина по всему миру, благодаря чему и стал бестселлером. Неоднократно завоеванные титулы «автомобиль года» и «двигатель года», а также упоминание Prius в рейтинге самых влиятельных людей журнала Time («редакцию не заботит, что Prius не человек»).

Создание и развитие энергоэффективных технологий и решений, в том числе и для гибридных автомобилей Toyota, является одной из главных целей DENSO. Постоянное усовершенствование мотор-генераторов DENSO, новые полупроводниковые технологии для инвертеров гибридных автомобилей — это ежедневный труд инженеров компании. Сегодня на конвейере Toyota находится уже четвертое поколение Prius, многие из этих машин ездят и по России. Для поиска запчастей DENSO настоящие «приусоводы» могут обратиться к нашему электронному каталогу.

Источник

Jessica-Rabbit › Блог › Гибридные автомобили: от истории до перспектив

Перед тем, как отправиться в прошлое нам необходимо дать определение гибридному автомобилю, чтобы знать, что искать.
Гибридный автомобиль – это средство передвижения, которое использует для привода ведущих колёс разнородную энергию. Довольно часто понятие гибридного автомобиля включает в себя следующую схему: «двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатель (ТЭД)».
Самые первые гибридные автомобили (если такой агрегат можно было назвать автомобилем) появились ещё в середине девятнадцатого века. Эти неуклюжие, примитивные конструкции развивали скорость не более 10 километров\час (чуть больше средней скорости человека). Основным источником энергии, которая приводила в движение это чудо инженерной мысли, была паровая установка.
Первая версия гибрида, который использовал электрическую энергию в качестве двигательной силы, появилась в 1839 году. Разработал эту модель основатель электромобилестроения Роберт Андерсон. Правда изобретение первого гибридного электромобиля так и осталось незамеченным широкой общественностью и вскоре о нём забыли.

Читайте также:  Нормативный срок службы автомобилей для оценки

Достоинства и недостатки гибридных автомобилей
Достоинства:
Экономия в эксплуатации гибридов. Это одно из ключевых преимуществ гибридных автомобилей. Чтобы найти «золотую середину» между экономией топлива и техническими характеристиками проводятся испытания моделей. То есть, сохранить мощность, скорость, ускорение и при этом довести показатель использования топлива до минимальных значений – это и есть основная цель разработки и последующих модификаций гибридной установки.
Экологически безвредная эксплуатация. Возможность сократить выброс вредных веществ в атмосферу до минимальных количеств, полная остановка двигателя во время стоянки, небольшие размеры аккумуляторных батарей (меньше утилизировать) – все эти свойства способствуют улучшению экологической обстановки, особенно в крупных мегаполисах.
Отличные ходовые характеристики. Использование, в необходимых случаях, сразу двух двигателей (ДВС и электромотора) позволяет достигнуть нужной мощности, без установки более сильного бензинового мотора. Например, при движении по наклонной плоскости на гибриде работают сразу два двигателя, создавая при этом необходимую мощность для передвижения. Довольно часто гибридные установки используют во внедорожниках и спортивных карах.
Дальность пробега. Решение извечной проблемы электромобиля в дальности хода на одной зарядке в гибриде достигнуто. Заправка бензином или дизельным топливом происходит в несколько раз реже, так как ДВС используется в основном для поддержания работы генератора энергии. Словом, как тут не вспомнить название первого гибридного автомобиля Порше «Всегда живой».
Заправка обычным топливом. В отличие от электромобилей, которые необходимо заряжать значительное время: в домашних условиях – 6-8 часов, а на специальных станциях источником большого напряжения (50 кВт) – 15-20 минут, гибриды заправляются углеродным топливом, на самой обычной АЗС. Это большой плюс гибридов, так как после быстрой заправки бензином или дизтопливом можно сразу продолжать движение.
80/20. Этот золотой принцип заложен и в эксплуатации гибридных автомобилей в городском цикле. Так 80 процентов времени гибрид работает как электромобиль и только 20 % как ДВС.
К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести следующие качества:
Сложность гибридной установки. Гибридные установки гораздо сложнее в ремонте и производстве, чем автомобили на ДВС.
Утилизация аккумуляторных элементов.
Достаточно высокая стоимость моделей. Сложность производства гибридов и их непростой ремонт влечёт за собой увеличение стоимости на автомобили с гибридной установкой.
Производители гибридных автомобилей
Конечно же, первая компания — производитель гибридов, которая добилась серийного выпуска своих моделей – это Toyota. В модельном ряде японской компании шесть разновидностей гибридов: Toyota Prius, Lexus RX 400h, Toyota Highlander, минивэн Toyota Estima Hybrid, Toyota Crown, автобус Coaster. В будущем планируют пополнить парк гибридов такие модели как Toyota Camry Hybrid и Lexus GS 450h.
Далее в рейтинге следует Honda. Её модельный ряд гораздо скромнее и насчитывает всего три гибрида: Accord Hybrid, Insight и Civic Hybrid. Основным отличием от гибрида Toyota – последовательное включение ТЭД в силовую схему автомобиля.
Европейский коллега по гибридному цеху Ford может похвастаться только двумя моделями: Escape Hybrid и Mercury Mariner Hybrid.
Audi выпускает гибрид-внедорожник Q7.
DaimlerChrysle планирует производить Direc Hybrid, Blueteс Hybrid.
General Motors выпускает гибриды: Chevrolet Silverado, GMC Sierra Hybrid, Opel Astra Diesel Hybrid.
Mazda: Mazda Demio.
Renault: Renault Kangoo.
Nissan: Altima Hybrid.
Перспективы гибридных автомобилей
Гибридизация автомобильного парка происходит везде по-разному и с различной скоростью. Обуславливается это тем, что Европа ещё в середине прошлого века перешла на дешевые дизельные модели и не спешит пока выкидывать деньги (причем немалые) за гибридную установку. В Америке гибридов гораздо больше потому, что японский производитель насыщает в, первую очередь, авторынок США. В Японии, Китае и Корее гибридизация идёт семимильными шагами, так как количество проживающих в этих странах людей достаточно большое и экономное использование топлива становиться приоритетной задачей. И, конечно же, наличие в Японии крупнейших производителей гибридных моделей, таких как Toyota и Honda только способствует популярности данного вида транспорта.
В целом, несомненно, когда гибридные автомобили станут гораздо дешевле и доступнее, тогда можно будет говорить о серьезной конкуренции их с автомобилями на ДВС.

Источник

Гибридные автомобили: вековая история

Гибридными называют автомобили с несколькими (более одного) источниками движущей энергии (крутящего момента). А история таких силовых агрегатов берет свое начало еще с XIX века, когда Фердинанд Порше в 1899 году построил автомобиль Lohner Electric Chaise с системой привода электрических мотор-колес Lohner-Porsche Mixte. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания там обеспечивал привод генератора, который вырабатывал электричество для передних мотор-колес. Интересно, что этот гибрид был построен на платформе электромобиля Lohner-Porsche. Затем ДВС конструктивно усовершенствовали, и потому гибридные силовые установки и электромобили ушли на второй план.

Первый гибрид, 1899 г.

Вернулись к этой теме в Конгрессе Соединенных Штатов Америки в 1960 году. Этому предшествовал бум в автомобилестроении, и уже тогда Америка с ее огромными машинами с многолитровыми моторами начала задыхаться от большого количества выбросов отработавших газов. Именно поэтому в США сделали первый законодательный шаг для поощрения перехода на электромобили и гибриды. Но поощрения были малоэффективны, пока в 1973 году не грянул нефтяной кризис. Первую гибридную трансмиссию в 1968 году создал известный разработчик и производитель автомобильных комплектующих компания TRW. Это была конструкция, в которой крутящий момент для передачи на колеса автомобиля выдавал и двигатель внутреннего сгорания, и электромотор. В серийном авто эта трансмиссия впервые была установлена на модели GM 512 Hybrid. До 16 км/ч такой гибрид мог перемещаться на электротяге, а дальше на помощь приходил бензиновый ДВС. Европа подключилась к процессу гибридизации в 1973 году, когда Volkswagen представил гибридную модель такси (Taxi Hybrid).

Читайте также:  Салфетка впитывающая для мойки автомобиля

Эти автомобили дали старт развитию гибридных технологий. Процесс их усовершенствования длился около 25 лет. В 1994 году Toyota Motor Corporation начала реализацию проекта под названием G-21, который подарил миру первую эффективную гибридную технологию. Так, в 1997 году Toyota Prius стал первым в мире серийным гибридным автомобилем. Это самый известный гибрид в мире, и на данный момент с серийного конвейера сходит уже третье его поколение. Кстати, Toyota Prius Plug-in Hybrid – единственный гибрид Toyota, батареи которого можно подзаряжать от электросети.

В 1999 году вышел серийный гибрид Honda Insight, а чуть позже к процессу гибридизации подключилась и Audi, выпустившая мелкую партию машин с дизелем 1.9 TDI и 28-сильным электромотором. В 2000-х годах гибридами начал активно заниматься еще один производитель автомобильных комплектующих – компания Bosch.

В Европе первым серийным гибридом на базе модели Audi 100 стала модификация Duo, у которой задние колеса приводились в движение 12-сильным электромотором Siemens. Питался он от блока никель-кадмиевых батарей. Привод передних колес осуществлял 2,3-литровый 134-сильный бензиновый двигатель. Из-за большого веса эта машина оказалась менее динамичной, чем базовая Audi 100, поэтому гибрид был не слишком востребован и его сняли с производства.

Так начался процесс внедрения гибридных технологий в серийные автомобили и последующее их совершенствование. Законодателем мод здесь стала Toyota с ее моделью Prius, которая разошлась по всему миру, от Японии до Латинской Америки, в огромном количестве. Ежегодно продавалось по 20 тысяч таких гибридов. Именно поэтому термин «гибрид» сейчас в первую очередь ассоциируется с маркой Toyota, в модельной линейке которой на сегодняшний день огромное количество авто с гибридными силовыми установками.

Гибридная силовая установка Toyota имеет довольно сложный, уникальный механизм распределения крутящего момента ДВС и электромотора

Эра гибридов Toyota

С момента начала продаж гибридных моделей Toyota было реализовано более 9 миллионов таких машин! На Prius в этой статистике приходится более 3,7 млн автомобилей. С 90-х годов до нынешнего времени компания выпустила около тридцати моделей и модификаций с гибридными силовыми установками (под марками Toyota и Lexus). Экомодели семейства Hybrid продаются более чем в 90 странах мира, в том числе и в Украине. В нашей стране из семейства Toyota Hybrid представлен Auris Hybrid и уже совсем скоро появится RAV4 Hybrid. В линейке Lexus Hybrid имеются модели CT 200h, GS 300h, LS 600hL, NX 300h, RX 450h. Японская компания совершенствует свою гибридную технологию и на раллийных трассах. Так, в 2006 году началась разработка гибридной системы для гоночных автомобилей Toyota Hybrid System – Racing. И как результат – первой в мире машиной с гибридной силовой установкой в июле 2007 года стала Toyota Supra, которая одержала победу на соревновании «24 часа Токачи».

Toyota Hybrid System – Racing

Поколения Toyota Prius

Prius 1-го поколения
1997-2003,
объем ДВС 1,5 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 70 л.с,
рабочее напряжение 273,6 В,
общая мощность системы 100 л.с.

Prius 2-го поколения
2003-2009,
объем ДВС 1,5 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 76 л.с,
рабочее напряжение 500 В,
общая мощность системы 110 л.с.

Prius 3-го поколения
2009-2015,
объем ДВС 1,8 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 99 л.с,
рабочее напряжение 650 В,
общая мощность системы 136 л.с.

Prius 4-го поколения
2015-наше время,
объем ДВС 1,8 л,
цикл Аткинсона,
мощность 98 л.с,
рабочее напряжение 650 В,
общая мощность системы 122 л.с.

ЭКОэффект

По данным Toyota Motor Corporation, использование гибридных автомобилей Toyota и Lexus позволило снизить выбросы углекислого газа (СО²) на 49 млн тонн. Выбросы углекислого газа считаются одной из основных причин парникового эффекта на планете, что ведет к повышению температуры, таянию ледников и другим природным катаклизмам. Согласно подсчетам японской компании, эксплуатация гибридных автомобилей Toyota и Lexus привела к экономии 18 млрд. литров топлива по сравнению с автомобилями аналогичного класса с бензиновыми силовыми агрегатами.

*Расчеты производились с учетом объема реализованных гибридных автомобилей по состоянию на 30.09.2014

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Поделиться с друзьями
Практические советы по железу и огороду