Гібри́дний синергети́чний при́від (англ. Hybrid Synergy Drive, HSD) — технологія силової установки автомобіля, заснована на синергетичному ефекті, розроблена японською корпорацією «Toyota». Вперше застосована 1997 році в серійному автомобілі «Prius».
Об'єднує сім основних компонентів:
- бензиновий двигун ((2ZR-FXE)) із змінними фазами газорозподілу, (цикл Аткінсона, стиск 13:1), з'єднаний з водилом планетарної передачі
- електродвигун (синхронний, з постійним магнітом), з'єднаний з коронною шестірнею планетарної передачі, також може працювати як генератор
- електрогенератор, з'єднаний з сонячною шестірнею планетарної передачі; також може працювати як двигун
- планетарна передача
- акумуляторна батарея (розрахована на весь термін служби автомобіля)
- інвертор (перетворює постійний струм на змінний)
- розподільник енергії (PSD = power split device), електронний «ключ», що перетворює планетарну передачу на подобу варіатора)
Комплексом керує комп'ютер за концепцією (без прямого механічного контакту)
Фази роботи
Планетарна передача є, по суті, диференціалом. На одному його плечі — електродвигун і колеса, на іншому — генератор.
Основний режим гібридного автомобіля — робота від двигуна внутрішнього згоряння. Якщо замкнути генератор постійним опором, за будь-якої зміни дорожніх умов система «піде в рознос», одне плече диференціала майже зупиниться, а інше — буде крутитися з надмірною швидкістю. Тому комп'ютер розраховує, яке потрібно передавальне число і яке воно зараз, і в залежності від цього збільшує або зменшує навантаження генератора. Що більше навантаження на генератор, то повільніше він обертається, і, відповідно, швидше обертаються колеса — так електронний «варіатор» ставить високу «передачу». Отримана з генератора енергія не втрачається — вона йде частково на підзарядку акумулятора, частково на електродвигун. За активного розгону енергія йде тільки на електродвигун, разом з енергією акумулятора.
На незначний час, і на швидкостях до 50 км/год автомобіль може перетворитися на повний електромобіль, ДВЗ при цьому зупиняється. Запас ходу в такому режимі невеликий (у Toyota Prius 4 не перевищує 20 км, у раніших — до 2 км) — але цього вистачить, щоб не диміти в гаражі або безшумно від'їхати. у Toyota Prius також суто електричний (у гібридних кросоверах це вирішується другим планетарним рядом).
Під час гальмування комп'ютер вимикає бензиновий двигун, а електродвигун перемикається в режим генерування струму і повертає енергію в батарею (рекуперація). Для різкого гальмування є й повноцінні барабанні гальма ззаду і дискові спереду (у перших Prius), або дискові на всіх колесах (у наступних).
Фактично, силову установку автомобіля розбито на два модулі — електрична підсистема відповідає за роботу в перехідних і сталих режимах, підсистема внутрішнього згоряння — тільки за роботу в сталих режимах. Такий підхід кардинально змінює вимоги до двигуна внутрішнього згоряння і цільові функції конструкторів під час розробки всієї силової установки автомобіля, а не тільки трансмісії, як, наприклад, у дослідній розробці General Motors, DaimlerChrysler AG і BMW [en]», яка призначена для гібридизації стандартних бензинових або дизельних двигунів старих конструкцій, розроблених без урахування роботи в складі гібридного агрегату.
«Хайбрід Синерджи Драйв» виявився досить вдалим маркетинговим ходом компанії на підйомі руху за захист навколишнього середовища, приуроченим до екологічної конференції в грудні 1998 року. Попри невисокі показники витрати палива автомобіля Prius з цим приводом, мав відмінні преференції щодо оподаткування в ряді розвинених країн. Фактично є перехідною сходинкою до електромобілів.
Проєктування гібридної силової установки
Для створення гібридного привода слід дотримуватись таких пунктів:
1. Вибравши для розрахунків еталонну тягову систему і еталонну ділянку експлуатації, слід провести тягові розрахунки, щоб отримати характеристики під час експлуатації системи на цій ділянці. В результаті розрахунків ми отримаємо інформацію про витрату/надлишок енергоресурсів, час проходження в тому чи іншому режимі, характеристики потужності та інші необхідні для подальших розрахунків показники.
2. Далі, виходячи з отриманої схеми руху на ділянці, можна визначити надлишок енергії, яку виробляє тягова система, наприклад, як у випадку руху на спуск, і енергію, необхідну транспортному засобу для того, щоб тримати двигуни в номінальному режимі роботи у випадках, коли необхідна максимальна потужність, як, наприклад, під час руху на підйом. Отримавши ці дві величини, ми визначимо середнє значення енергії, яке буде відповідати вимогам мінімальної достатності для подачі на двигуни і повноти накопичення в процесі експлуатації, оскільки недоцільно ставити накопичувач великого обсягу, якщо на всьому шляху він так і не буде повністю заряджений.
3. На наступному етапі за отриманими характеристиками визначимо необхідну акумуляторну батарею (або ємність іншої акумулювальної системи), її кількість і компонування. Для цього, виходячи з необхідної потужності, часу роботи і напруги батареї, розраховується необхідний струм заряджання АКБ і її ємність. Маючи дві ці величини, можна почати підбір акумуляторних батарей, орієнтуючись тільки на вартість, масогабаритні показники, довговічність і стійкість до перепадів навантажень. Важливим моментом є компонування системи акумуляторних батарей, оскільки, крім того, що цю систему необхідно правильно розмістити, від способу підключення батарей між собою залежить вихідна потужність і ємність всієї системи.
Переваги і недоліки
Плюси:
- Низька витрата палива в місті, за відгуками власника, іноді доходить до 2,6 л/100 км (3-тє покоління), виробник вказує 4,2 л/100 км
- Просте керування на мінімальних швидкостях: електродвигун (за правильного охолодження) дозволяє рухатися як завгодно повільно.
- Дозволяє недовго і нешвидко проїхати на повній електротязі.
- Завдяки електродвигуну динаміка розгону не поступається автомобілям-«однокласникам», попри слабкий двигун і високу масу (Toyota Prius 4 — розгін 0→100 за 10 с).
Мінуси:
- Дорожнеча. Звідси — економія на дрібницях: так, до 4-го покоління Prius'ів задня підвіска — Н-подібна балка, властива переважно невеликим авто.
- Підвищена витрата палива при рівномірному ритмі руху (по трасі).
- Складна електрична частина.
- Динаміка розгону поступається, а змішана витрата палива практично збігається з показниками дизельних автомобілів (Toyota Prius 2 (2005) — витрата палива, місто/траса/змішаний — 5/4.2/4.3 л/100 км, Citroen C3 1.6 HDi MT (2005) — витрата палива, місто/траса/змішаний — 5,7/3,8/4,5 л/100 км).
- При відмові будь-якого з компонентів авто поїде тільки на електротязі, з відповідною швидкістю і запасом ходу. Не можна залишати Prius без руху на пів року і більше — відмовить тяговий акумулятор, і авто більше нікуди не поїде. На зношеному акумуляторі цей строк зменшується до двох тижнів.
- У найпростішому варіанті задній хід тільки на електротязі (в гібридних кросоверах вирішується другим планетарним рядом).
- Потрібен і стартер саме на випадок розряду тягового акумулятора. Отже, Prius теж можна «».
Див. також
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Гібридний синергетичний привод
Примітки
- . Архів оригіналу за 3 грудня 2020. Процитовано 11 грудня 2020.
- . Архів оригіналу за 24 лютого 2022. Процитовано 11 грудня 2020.
- . Авто.ру. Архів оригіналу за 4 червня 2020. Процитовано 4 червня 2020.
- . Авто.ру. Архів оригіналу за 14 серпня 2021. Процитовано 2 червня 2020.
- . Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 11 грудня 2020.
Посилання
- Відеоролик про гібридний привід [ 17 травня 2006 у Wayback Machine.]
- «Загальна потужність бензо-електричного агрегату…» [ 7 січня 2010 у Wayback Machine.]
- (нім.)
- A Guide to Hybrid Synergy Drive [ 19 листопада 2010 у Wayback Machine.](англ.)
- (англ.)
- (англ.)
- BMW, GM і Daimler витратять мільярд…(рос.)
- BMW, GM і Daimler: Two-Mode [ 1 грудня 2008 у Wayback Machine.](рос.)
- Навіщо змінювати фази газорозподілу [ 10 березня 2016 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Gibri dnij sinergeti chnij pri vid angl Hybrid Synergy Drive HSD tehnologiya silovoyi ustanovki avtomobilya zasnovana na sinergetichnomu efekti rozroblena yaponskoyu korporaciyeyu Toyota Vpershe zastosovana 1997 roci v serijnomu avtomobili Prius Toyota Prius kapot vidkritijGibridnij dvigunGibridnij dvigunLivoruch generator pravoruch elektrodvigun mizh nimi lancyug z koshika planetarnoyi peredachi na golovnu peredachuInvertor THS z NHW11 Ob yednuye sim osnovnih komponentiv benzinovij dvigun 2ZR FXE iz zminnimi fazami gazorozpodilu cikl Atkinsona stisk 13 1 z yednanij z vodilom planetarnoyi peredachi elektrodvigun sinhronnij z postijnim magnitom z yednanij z koronnoyu shestirneyu planetarnoyi peredachi takozh mozhe pracyuvati yak generator elektrogenerator z yednanij z sonyachnoyu shestirneyu planetarnoyi peredachi takozh mozhe pracyuvati yak dvigun planetarna peredacha akumulyatorna batareya rozrahovana na ves termin sluzhbi avtomobilya invertor peretvoryuye postijnij strum na zminnij rozpodilnik energiyi PSD power split device elektronnij klyuch sho peretvoryuye planetarnu peredachu na podobu variatora Kompleksom keruye komp yuter za koncepciyeyu bez pryamogo mehanichnogo kontaktu Fazi robotiPlanetarna peredacha ye po suti diferencialom Na odnomu jogo plechi elektrodvigun i kolesa na inshomu generator Osnovnij rezhim gibridnogo avtomobilya robota vid dviguna vnutrishnogo zgoryannya Yaksho zamknuti generator postijnim oporom za bud yakoyi zmini dorozhnih umov sistema pide v roznos odne pleche diferenciala majzhe zupinitsya a inshe bude krutitisya z nadmirnoyu shvidkistyu Tomu komp yuter rozrahovuye yake potribno peredavalne chislo i yake vono zaraz i v zalezhnosti vid cogo zbilshuye abo zmenshuye navantazhennya generatora Sho bilshe navantazhennya na generator to povilnishe vin obertayetsya i vidpovidno shvidshe obertayutsya kolesa tak elektronnij variator stavit visoku peredachu Otrimana z generatora energiya ne vtrachayetsya vona jde chastkovo na pidzaryadku akumulyatora chastkovo na elektrodvigun Za aktivnogo rozgonu energiya jde tilki na elektrodvigun razom z energiyeyu akumulyatora Na neznachnij chas i na shvidkostyah do 50 km god avtomobil mozhe peretvoritisya na povnij elektromobil DVZ pri comu zupinyayetsya Zapas hodu v takomu rezhimi nevelikij u Toyota Prius 4 ne perevishuye 20 km u ranishih do 2 km ale cogo vistachit shob ne dimiti v garazhi abo bezshumno vid yihati u Toyota Prius takozh suto elektrichnij u gibridnih krosoverah ce virishuyetsya drugim planetarnim ryadom Pid chas galmuvannya komp yuter vimikaye benzinovij dvigun a elektrodvigun peremikayetsya v rezhim generuvannya strumu i povertaye energiyu v batareyu rekuperaciya Dlya rizkogo galmuvannya ye j povnocinni barabanni galma zzadu i diskovi speredu u pershih Prius abo diskovi na vsih kolesah u nastupnih Faktichno silovu ustanovku avtomobilya rozbito na dva moduli elektrichna pidsistema vidpovidaye za robotu v perehidnih i stalih rezhimah pidsistema vnutrishnogo zgoryannya tilki za robotu v stalih rezhimah Takij pidhid kardinalno zminyuye vimogi do dviguna vnutrishnogo zgoryannya i cilovi funkciyi konstruktoriv pid chas rozrobki vsiyeyi silovoyi ustanovki avtomobilya a ne tilki transmisiyi yak napriklad u doslidnij rozrobci General Motors DaimlerChrysler AG i BMW en yaka priznachena dlya gibridizaciyi standartnih benzinovih abo dizelnih dviguniv starih konstrukcij rozroblenih bez urahuvannya roboti v skladi gibridnogo agregatu Hajbrid Sinerdzhi Drajv viyavivsya dosit vdalim marketingovim hodom kompaniyi na pidjomi ruhu za zahist navkolishnogo seredovisha priurochenim do ekologichnoyi konferenciyi v grudni 1998 roku Popri nevisoki pokazniki vitrati paliva avtomobilya Prius z cim privodom mav vidminni preferenciyi shodo opodatkuvannya v ryadi rozvinenih krayin Faktichno ye perehidnoyu shodinkoyu do elektromobiliv Proyektuvannya gibridnoyi silovoyi ustanovkiDlya stvorennya gibridnogo privoda slid dotrimuvatis takih punktiv 1 Vibravshi dlya rozrahunkiv etalonnu tyagovu sistemu i etalonnu dilyanku ekspluataciyi slid provesti tyagovi rozrahunki shob otrimati harakteristiki pid chas ekspluataciyi sistemi na cij dilyanci V rezultati rozrahunkiv mi otrimayemo informaciyu pro vitratu nadlishok energoresursiv chas prohodzhennya v tomu chi inshomu rezhimi harakteristiki potuzhnosti ta inshi neobhidni dlya podalshih rozrahunkiv pokazniki 2 Dali vihodyachi z otrimanoyi shemi ruhu na dilyanci mozhna viznachiti nadlishok energiyi yaku viroblyaye tyagova sistema napriklad yak u vipadku ruhu na spusk i energiyu neobhidnu transportnomu zasobu dlya togo shob trimati dviguni v nominalnomu rezhimi roboti u vipadkah koli neobhidna maksimalna potuzhnist yak napriklad pid chas ruhu na pidjom Otrimavshi ci dvi velichini mi viznachimo serednye znachennya energiyi yake bude vidpovidati vimogam minimalnoyi dostatnosti dlya podachi na dviguni i povnoti nakopichennya v procesi ekspluataciyi oskilki nedocilno staviti nakopichuvach velikogo obsyagu yaksho na vsomu shlyahu vin tak i ne bude povnistyu zaryadzhenij 3 Na nastupnomu etapi za otrimanimi harakteristikami viznachimo neobhidnu akumulyatornu batareyu abo yemnist inshoyi akumulyuvalnoyi sistemi yiyi kilkist i komponuvannya Dlya cogo vihodyachi z neobhidnoyi potuzhnosti chasu roboti i naprugi batareyi rozrahovuyetsya neobhidnij strum zaryadzhannya AKB i yiyi yemnist Mayuchi dvi ci velichini mozhna pochati pidbir akumulyatornih batarej oriyentuyuchis tilki na vartist masogabaritni pokazniki dovgovichnist i stijkist do perepadiv navantazhen Vazhlivim momentom ye komponuvannya sistemi akumulyatornih batarej oskilki krim togo sho cyu sistemu neobhidno pravilno rozmistiti vid sposobu pidklyuchennya batarej mizh soboyu zalezhit vihidna potuzhnist i yemnist vsiyeyi sistemi Perevagi i nedolikiPlyusi Nizka vitrata paliva v misti za vidgukami vlasnika inodi dohodit do 2 6 l 100 km 3 tye pokolinnya virobnik vkazuye 4 2 l 100 km Proste keruvannya na minimalnih shvidkostyah elektrodvigun za pravilnogo oholodzhennya dozvolyaye ruhatisya yak zavgodno povilno Dozvolyaye nedovgo i neshvidko proyihati na povnij elektrotyazi Zavdyaki elektrodvigunu dinamika rozgonu ne postupayetsya avtomobilyam odnoklasnikam popri slabkij dvigun i visoku masu Toyota Prius 4 rozgin 0 100 za 10 s Minusi Dorozhnecha Zvidsi ekonomiya na dribnicyah tak do 4 go pokolinnya Prius iv zadnya pidviska N podibna balka vlastiva perevazhno nevelikim avto Pidvishena vitrata paliva pri rivnomirnomu ritmi ruhu po trasi Skladna elektrichna chastina Dinamika rozgonu postupayetsya a zmishana vitrata paliva praktichno zbigayetsya z pokaznikami dizelnih avtomobiliv Toyota Prius 2 2005 vitrata paliva misto trasa zmishanij 5 4 2 4 3 l 100 km Citroen C3 1 6 HDi MT 2005 vitrata paliva misto trasa zmishanij 5 7 3 8 4 5 l 100 km Pri vidmovi bud yakogo z komponentiv avto poyide tilki na elektrotyazi z vidpovidnoyu shvidkistyu i zapasom hodu Ne mozhna zalishati Prius bez ruhu na piv roku i bilshe vidmovit tyagovij akumulyator i avto bilshe nikudi ne poyide Na znoshenomu akumulyatori cej strok zmenshuyetsya do dvoh tizhniv U najprostishomu varianti zadnij hid tilki na elektrotyazi v gibridnih krosoverah virishuyetsya drugim planetarnim ryadom Potriben i starter same na vipadok rozryadu tyagovogo akumulyatora Otzhe Prius tezh mozhna Div takozhVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Gibridnij sinergetichnij privod Gibridne avto Elektrodinamichne galmuvannya Holostij hidPrimitki Arhiv originalu za 3 grudnya 2020 Procitovano 11 grudnya 2020 Arhiv originalu za 24 lyutogo 2022 Procitovano 11 grudnya 2020 Avto ru Arhiv originalu za 4 chervnya 2020 Procitovano 4 chervnya 2020 Avto ru Arhiv originalu za 14 serpnya 2021 Procitovano 2 chervnya 2020 Arhiv originalu za 28 listopada 2019 Procitovano 11 grudnya 2020 PosilannyaVideorolik pro gibridnij privid 17 travnya 2006 u Wayback Machine Zagalna potuzhnist benzo elektrichnogo agregatu 7 sichnya 2010 u Wayback Machine nim A Guide to Hybrid Synergy Drive 19 listopada 2010 u Wayback Machine angl angl angl BMW GM i Daimler vitratyat milyard ros BMW GM i Daimler Two Mode 1 grudnya 2008 u Wayback Machine ros Navisho zminyuvati fazi gazorozpodilu 10 bereznya 2016 u Wayback Machine