Гибрид машина что это такое: Что такое гибридный автомобиль. Плюсы и минусы гибридов.

Как работает гибридный двигатель: принцип работы

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине.  Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
• электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
• трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
• топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
• аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
• инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
• генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Интересно знать!

При сгорании 1 л бензина и от работы аккумулятора массой 4,5 ц получается одинаковое количество энергии.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

• на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
• при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
• в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС.  Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

• работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
• поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
• интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

• минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
• согласованность функций ДВС и электромотора;
• полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
• наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
• эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
• возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
• поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
• низкий уровень шума работающего мотора.

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

• необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
• батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
• проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
• дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

• микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
• среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
• полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Интересно знать!

Микрогибридные силовые агрегаты впервые сконструировал и выпустил бренд Тойота.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

• машины с системой старт-стоп;
• транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
• модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

• вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
• электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
• компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
• электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Важно!

Полный гибридный привод – единственный вариант гибридов, объединяющий функции старт-стопа, рекуперации, режим электротяги и систему E-Boost.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.

Как устроены гибридные автомобили — ДРАЙВ

	Первый в мире бензоэлектрический автомобиль Lohner Electric Chaise был создан Фердинандом Порше ещё в 1899 году. В 70-е годы XX века интерес к гибридам возобновился вследствие роста цен на топливо и ужесточения экологических норм.

Гибридная силовая установка сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор, что обеспечивает меньший расход топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Однако чем экономичнее гибридный автомобиль, тем более ёмкие аккумуляторы ему требуются и, следовательно, тем выше его цена.

В зависимости от того, какую роль в силовой установке играет электромотор, гибриды делятся на умеренные (mild hybrids) и полные (full hybrids). У первых электромотор служит помощником двигателю внутреннего сгорания, как, например, у хэтчбека Honda Insight. Вторые способны проехать некоторое расстояние на одной электротяге, как Lexus RX 400h. Есть ещё якобы микрогибриды — придуманный маркетологами термин для рекламы системы start/stop. Но последняя по сути — генератор с расширенными функциями. А мы говорим о схемах, где электродвигатели передают крутящий момент на колёса.

В 1997 году на японском рынке дебютировал первый гибрид — Toyota Prius (вверху). А в 1999-м фирма Honda представила американцам свой Insight.

Последовательная гибридная схема

Существует также три основные схемы устройства гибридных силовых установок: последовательная, параллельная и смешанная. Последовательная гибридная схема появилась первой (её придумал в 1899 году сам Фердинанд Порше), но в легковых автомобилях распространена меньше. По ней, например, построены силовые агрегаты карьерных самосвалов, некоторых автобусов и локомотивов. В последовательной схеме колёса приводит в движение электромотор, а малолитражный ДВС крутит генератор, вырабатывающий электроэнергию. Тут отсутствует необходимость в коробке передач и мощном двигателе внутреннего сгорания. Зато требуются аккумуляторы, как правило, никель-металлогидридные, большой ёмкости.

Chevrolet Volt построен по последовательной схеме. Его ещё называют электромобилем с увеличенным запасом хода. На электротяге автомобиль делает бросок длиной 64 км. А при использовании вспомогательного турбомотора, заряжающего батареи, пробег на одной заправке может превышать 1024 км.

Параллельная гибридная схема

Самая распространённая сейчас схема — параллельная. Она запатентована ещё в 1905 году немцем Генри Пипером. Ей отвечают почти все умеренные гибриды. Они оснащаются мощным электромотором (10–15 кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию. В качестве трансмиссии, как правило, используются вариатор или планетарная передача.

Хондовская гибиридная силовая установка IMA (Integrated Motor Assist) — пример параллельной схемы: на коленчатом валу двигателя вместо маховика размещён компактный электромотор-генератор.

Один из последних образцов параллельной схемы — гибридная силовая установка се

Что такое автомобиль гибрид?

Гибридный автомобиль (hybrid) представляет собой транспорт, который оснащается не привычным двигателем внутреннего сгорания, а так называемым гибридным силовым агрегатом. Главным отличием гибридных автомобилей является то, что транспортные средства данного типа приводятся в движение посредством использования нескольких источников энергии: тепловой и электрической. Другими словами, гибридная машина имеет на борту несколько типов двигателей, которые приводят в движение автомобиль.

Что касается самого понятия гибридного двигателя, то данный термин многими ошибочно понимается как особая силовая установка. На самом деле под «гибридом» следует понимать несколько двигателей разного типа, которые объединены в комплексную единую систему по преобразованию различных источников энергии в полезную работу. В современном автомобилестроении машины гибриды оснащаются двумя типами силовых агрегатов: электродвигатель работает в паре с двигателем внутреннего сгорания.

Содержание статьи

Основные преимущества и недостатки гибридных авто

Главным плюсом от использования тандема ДВС и электромотора стало заметное снижение расхода горючего. Показатель расхода топлива у современных гибридных машин до 30 % меньше по сравнению с обычными авто. Сжигание меньшего количества бензина или солярки одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные авто являются  более экономичными и дружелюбными к окружающей среде сравнительно с традиционными аналогами, которые оснащаются только ДВС. Также гибриды производят меньше шума в процессе работы.

Что касается электромобилей, гибридные решения сравнительно с электрокарами имеют больший запас хода, а также являются «универсальными» с точки зрения повседневной эксплуатации. Гибрид не требует обязательной зарядки от электросети и заправляется простым бензином. После сжигания топлива часть энергии накапливается в аккумуляторе, от которого приводится в действие электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора выступает рекуперация торможения, то есть преобразование кинетической энергии движущегося авто в электричество.

Также гибридные авто имеют целый ряд конструктивных решений и максимум вспомогательных систем для высокой экономичности и снижения уровня вредных выбросов: система старт-стоп, изменение фаз ГРМ, система EGR, подогрев ОЖ отработавшими газами и т.д.

К недостаткам гибридов эксперты относят высокую начальную стоимость, а также определенные сложности в процессе ремонта и обслуживания подобных машин. Еще одним минусом является возможный критический разряд аккумулятора гибрида и быстрый выход из строя данного элемента в условиях значительных колебаний температур.

Стоит добавить, что хотя гибридные машины демонстрируют высокие показатели экономичности в городском потоке (постоянные остановки, работа в режиме холостого хода, движение на малых скоростях), на трассе эффективность гибридной силовой установки не так заметна. Дело в том, что в основе работы гибридов лежит определенное распределение нагрузок между агрегатом на электротяге и двигателем на углеводородах. Для поддержания высокой скорости основная нагрузка ложится именно на ДВС, в результате чего расход топлива закономерно возрастает.

Как взаимодействует ДВС и электромотор в гибридах

Одной из первых разработок была схема, в которой каждая из силовых установок задействуется при определенных условиях. Если машина простаивает или движение происходит на малой скорости, тогда колеса крутит электродвигатель. Для ускорения и дальнейшего поддержания скорости подключается бензиновый двигатель. Последующее развитие технологии привело к тому, что на гибридах встречается несколько вариантов реализации взаимодействия привычного двигателя и электрического мотора. Такое взаимодействие может быть:

• последовательным;
• параллельным;
• последовательно-параллельным;

Последовательное взаимодействие

Последовательная схема напоминает электромобили, так как движение транспортного средства реализуется посредством работы электромотора. ДВС в такой конструкции подключается к генератору, от генератора питание поступает на сам электродвигатель, а также параллельно происходит заряд аккумуляторной батареи. На одном заряде литий-ионного аккумулятора с увеличенной емкостью зачастую можно пройти около 50 км. пути, после чего задействуется ДВС, который продлевает указанный отрезок до 10 раз (около 500 км.)

Параллельное взаимодействие

Гибриды с параллельным взаимодействием установок предполагают возможность как отдельной работы ДВС и электромотора, так и одновременное функционирование. Данная конструкция реализуется путем объединения при помощи специальных муфт электрического агрегата, двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии. Подобные автомобили гибридного типа получают маломощный электродвигатель, который не только движет автомобиль, но и отдает мощность при разгоне. Зачастую такой электромотор является стартером и автомобильным генератором, конструктивно занимая промежуточное положение между ДВС и КПП.

Последовательно-параллельное взаимодействие

В указанной конструкции двигатель внутреннего сгорания и электромотор соединяются посредством планетарного редуктора. Особенностью данной схемы реализации является то, что каждая силовая установка может задействоваться и отключаться, отдавая при этом минимум или максимум мощности на колеса. Более того, указанная мощность отдается отдельно или одновременно. В устройстве такой схемы присутствует генератор, который питает электромотор гибрида.

Лидером на рынке гибридных автомобилей сегодня является корпорация Toyota, которая использует последовательно-параллельную реализацию под названием Hybrid Synergy Drive. 

Электрический двигатель, ДВС и генератор объединены в общую систему посредством планетарного редуктора. Двигатель внутреннего сгорания отдает минимум мощности на «низах» (цикл Аткинсона), позволяя экономить топливо. Гибридный автомобиль с такой схемой взаимодействия предполагает:

1. Экономичный режим движения только на электротяге с отключенным ДВС, во время которого электромотор питается от аккумулятора.
2. Поддержание заданной скорости путем распределения мощности ДВС на колеса и генератор, от которого питается параллельно работающий электродвигатель. Также осуществляется дозарядка аккумулятора.
3. Режим интенсивного ускорения и серьезных нагрузок, когда ДВС и электромотор работают параллельно. В данном режиме электрический двигатель питается от батареи, без отбора мощности у генератора.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

• Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
• В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
• Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
• ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
• Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

• Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
• На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.

Читайте также

• Генератор в машине: что это такое?

  Принцип работы и устройство автомобильного генератора. Составные элементы генератора переменного тока в автомобиле: ротор, статор, обмотки, регулятор.

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.

Разновидности и классификация гибрида

Из вышесказанного уже становиться понятно, что исполнений гибридных автомобилей по принципу использования электродвигателей очень много. Основными являются:

• Последовательное исполнение. ДВС механически соединён только с электрогенератором, а тяговый электродвигатель — только с колёсами.

• Параллельное исполнение. ДВС и электропривод одновременно механически соединены с колёсами с помощью дифференциала. В таком исполнении чаще всего ДВС и электропривода могут работать как по отдельности, так и совместно. Обычно в таких исполнениях присутствует стандартная КПП.

• Последовательно-параллельное исполнение. ДВС, генератор и электродвигатель механически связаны друг с другом и с колёсами посредством планетарного редуктора. Это позволяет произвольно изменять потоки мощности между этими узлами.

Еще гибриды могут различаться по типу накопителей. У гибридных автомобилей, как правило, накопитель имеет меньшую ёмкость и вес, если сравнивать его с электромобилями. Накопители в гибридах бывают:

• Электрические. Представлены в виде электрохимических аккумуляторов.
• Механические. Представлены в виде пневматических аккумуляторов, гидроаккумуляторов с пневматическим накопителем

Некоторые электромобили способны передвигаться без запуска ДВС, то есть в режиме электромобиля. Если автомобиль можно заряжать от посторонней сети, то такой автомобиль называется “подключаемый гибрид”.

История гибрида

Первым гибридным автомобилем считается Lohner-Porsche выпущенный в 1900 году, этот авто вначале был полностью электрическим (как Вы знаете электромобили появились намного раньше привычных с ДВС), но спустя год после его выпуска появилась гибридная версия. На автомобиле были установлены два бензиновых двигателя, которые вращали электрогенераторы, которые в свою очередь подавали электрический ток на электродвигатели в колёсах.

Lohner-Porsche

В Советском Союзе тоже велись разработки по созданию гибридного автомобиля. Так, первым стал грузовик УАЗ-450, разработки по созданию из него гибридного автомобиля велись в 1958 году. Там двигателю внутреннего сгорания помогал маховик, который накапливал кинетическую энергию и в необходимый момент помогал вращать колеса. Такой гибрид позволял экономить до 40% топлива.

УАЗ-450

К сожалению гибриды тех времен не были востребованы, поскольку получались слишком массивны и неремонтопригодными. Это связано с технологиями, на тот период времени уровень техники еще не позволял сделать надёжный, компактный, гибкий и по приемлемой цене привод.

Современный автомобиль гибрид

Наибольшую популярность гибридные автомобили имеют сегодня в США и Канаде, но большинство западных стран так же начинают охотно проявлять интерес к этим автомобилям. Лидером по производству гибридных автомобилей на сегодня является компания Toyota. Эта компания серийно выпускает гибридные автомобили с 1997 года. Отцом всех сегодняшних гибридов принято считать Toyota Prius Hybrid. Современный автомобиль этой модели может похвастаться надежностью, а самое главное расходом топлива – 4 литра на 100 км!

Гибрид Toyota Prius 1997 года

Хотя на западе и растет спрос на гибридные автомобили, ситуация в РФ намного печальнее. По данным на 2018 год, в нашей стране доля гибридных автомобилей составляла меньше 1%, причем большинство из этих автомобилей б/у. Самый популярный гибрид у нас в стране тот же Приус, который поставляли в РФ с 2009 года. Такой маленький процент обусловлен тем, что у нас в стране не развита инфраструктура для таких автомобилей. Нет подзарядных станций, гибрид стоит немного дороже по сравнению с традиционным ДВС, нет автомобилей для среднего класса – стоимость нового гибрида начинается почти от 3 млн. ₽, нет специализированных станций техобслуживания. Все эти недостатки существенно отбивают желание приобрести гибрид в РФ.

Надо сказать, что гибридное будущее однозначно за автомобилями которые можно подзаряжать от внешней сети, именно они дают реальную экономию топлива. Однако, если у автовладельца нет возможности подзаряжать такой автомобиль, то выбор такого авто становиться бессмысленным.

Гибридный спорткар от BMW

С каждым годом гибриды становятся все доступнее. Это связанно с развитием технологий – на сегодня они развиваются просто с бешеной скоростью. Например, на момент написания статьи Toyota выпустила электромобиль с гарантией на батарею в 1 млн. км. Конструкции, которые разрабатываются и устанавливаются в гибриды, с каждым годом становятся всё более производительнее. Связано это с тем, что запас хода на электрической тяге растёт, масса конструкций уменьшается, да и во многих современных гибридах двигатель идет как опция – он никак не связан с колесами автомобиля, а лишь выступает в роли генератора.

Беспроводная зарядка автомобиля

Подписывайтесь на наш ЯндексДзен, мы собрали для Вас лучшую коллекцию семейных автомобилей!

938

Похожие материалы

Гибридный двигатель

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 506

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid

По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

• ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
• нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
• не нужно сцепление и коробка передач;
• автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

1. потери энергии в процессе преобразований;
2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Гибридный автомобиль — преимущества и недостатки

У каждого водителя свое мнение насчет гибридных моделей автомобилей. Одни считают, что такие машины должны иметь наибольшее распространение из-за своей экологичности. Другие же твердят о каких — то мифических эксплуатационных свойствах таких моделей, не зная всех подробностей и правды. Чтобы быть уверенным в своих словах относительно гибридных машин, мы рассмотрим различные виды подобных авто и поговорим об их отличительных особенностях.

 

 

Сбережение энергии

Человечество всегда тревожили проблемы экологии, а именно загрязнения окружающей среды. Чтобы свести загазованность воздуха от машин к минимуму, нужно уменьшить выбросы отработанных газов. Сейчас подобные методы сохранения чистоты планеты являются еще и экономически выгодными. Приобретая недорогие эко — товары, покупатель не только экономит свои денежные средства, но и всячески помогает окружающей среде.

Мир в лице крупных государств всеми способами борется с обильным расходом энергоресурсов. Вместе с тем топливо, нефть и бензин постоянно растут. Из этого следует, что вам лишь выгодно приобретать технологии, сберегающие энергию.

 

 

Постоянное развитие гибридных моделей

С момента появления на рынке машин — гибридов практически все крупные автомобильные компании начали разрабатывать и производить свои уникальные модели такого типа. Все это оправдывается безоблачным будущим гибридных моделей в на рынке автомобилей. Первопроходцами подобных разработок стали азиатские организации Тойота и Хонда.

А сегодня вы поразитесь огромному выбору автомобилей гибридного типа. Из-за роста спроса на эти машины, знатоки авторынка уверенно говорят о повышении объема производства, а последствии и повышение количества покупателей на эти модели. Кстати, некоторые водители приобретают такие машины из-за низкого государственного налога на них: на авто со внушительным объемом двигателя придется потратить больше денег из-за высокой пошлины.

 

 

Что такое гибридный автомобиль

Машина — гибрид — это такое средство передвижения, у которого агрегат силы имеет не одну, а целых две технологии обработки энергии. Практически все гибридные типы авто соединяют в себе бензиновый двигатель (внутреннего сгорания) и электрический. Одни модели подобных машин могут приводить оба мотора в работу одновременно, а у других лишь один двигатель взаимодействует с колесами, второй лишь подает энергию.

Еще одна характеристика таких автомобилей — возможность включать любой из моторов по усмотрению водителя. Производители гибридных машин отмечают, что такая технология имеет множество достоинств. Шофер в праве включить электрических двигатель, если стоит в пробке или едет на небольшой скорости. В подобных случаях топливо расходуется очень быстро, а используя экономию, можно снизить траты на бензин.

 

 

Плюсы машины — гибрида

Оправданная цена

Стоимость автомобилей повышается как от размера машины, так и от качества модели. Ведь намного легче и дешевле создать миниатюрное авто, а так же крупным механизмам требуется много топлива для передвижения.

Рассмотрим автомобиль модели Toyota Camry. В регулярных поездках по городу вы потратите 9,5 литров бензина, а за его чертой — 6,7. Гибридному аналогу такой машины нужно всего 5,5 — 6 литров на одну сотню километража. Тогда возникает следующий вопрос: за сколько времени такая модель окупит себя? Тут все зависит от стоимости гибридной машины, которая стоит выше привычной на 3 — 4 тысячи долларов. По словам специалистов, рассматриваемая нами Toyota Camry Hybrid полностью окупит себя примерно через пять лет.

Если вы используете атомобиль ради поездок в магазин или на работу, то покупать такой специализированный вариант машины не стоит. В таком подобное приобретение не будет экономически выгодным, да и через пару лет вы можете загореться желанием сменить авто. А вот водители, использующие свое авто в целях заработка, такая модель придется как нельзя кстати. Через несколько лет с такой покупкой вы выйдете в плюс, к тому же будете экономить на топливе до 50% от первоначальной стоимости.

 

 

Низкая скорость экономит энергию

Теперь перейдем к модели Toyota Prius C. Много водителей жалуются на медлительность этого автомобиля. Не скрываем, так и есть, только для поездок по городу вам ни к чему мощный двигатель машины. У многих современных топливных авто существует экономный режим для сохранения энергии во время пробок. В отличие от них Toyota Prius C характеризуется отличным сбережением, при включении которого автомобиль лучше работает и быстрее отвечает на требования водителя.

А вот мощные версии гибридных машин ни в чем не проигрывают аналогам, работающим на бензине. К примеру, Lexus GS450h обладает высокими скоростными качествами с двигателем в 338 лошадиных сил. Такая экологичная машина сильно порадует фанатов быстрой езды. Для этого нужно всего лишь воспользоваться режимом Sport S.

Не так давно компания Porshe презентовала спортивный эко — седан Panamera S, способный разгоняться за 5,7 секунд до 100 км\ч. Скоростной максимум у автомобиля — 270 км\ч, а расход топлива при вождении по городу всего 10 литров. Подобным характеристикам топливные машины могут лишь только позавидовать.

 

 

Красивый дизайн

Те далекие времена, при которых гибридные машины были похожи на сооружения инопланетян, давно прошли. Сейчас эти модели по дизайну не уступают обыкновенным машинам на бензине. Получается, гибрид выглядит точь-в-точь как его топливная версия (например, Toyota Camry). Некоторые производители специально выделяют гибридов уникальным дизайном. К примеру, экологичный Ford Fusion очень похож по своему внешнему виду на дорогое спортивное авто.

 

 

Подходит для дальних поездок

Вначале произведенные эко — модели подходили для поездок только в черте города. Из-за такой недоработки водители до сих пор не полагают, что гибрид так и остался городской машиной. Уверяем вас, это не так, производители со временем сильно усовершенствовали технологию электрического двигателя. На сегодняшний день гибридный автомобиль в состоянии держать заряд на время долгих путешествий между городами. При этом скорость и объем аккумулятора никак не изменится. Хорошим примером служит Ford Fusion, способный проехать больше ста километров на одном электрическом двигателе. А если он разрядится, можно с легкостью подключить к работе бензиновый мотор.

 

 

Самые популярные модели:

• Toyota Prius, первое авто с гибридным двигателем из актуальных моделей на сегодняшний день. Машина эффективно экономит топливо, а так же привлекает доступной ценой. Объем двигателя — 1,8 литров, мощность — 36 лошадиных сил, прибавьте к этому два электрических мотора и мощный бензиновый двигатель. Имеющиеся два мотора отлично функционируют между собой, в результате чего на таком гибриде легко набрать высокую скорость движения.
• Toyota Camry Hybrid. Безопасная и экономическая модель с двигателем в 200 сил дает возможность разогнаться до 100 км\ч за минимальное время, 7,4 секунды. Дизайн ни чем не отличается от топливного аналога.
• Ford Fusion Hybrid — семейный автомобиль с высоким уровнем комфорта из-за просторного салона. Двигатель с объемом 2,5 литра лишь обрадует семьянина при покупке такого гибрида.

Мы рассмотрели все эко — модели машин, пользующиеся популярностью у автолюбителей в последние годы. А вывод таков: гибридные авто сделали большой скачок, усовершенствовав двигатели и время работы самой машины. Теперь на таких автомобилях можно ездить как на длинные дистанции, так и в магазин или в кино. Купив такую модель, вы сможете сэкономить и не навредить окружающей среде выхлопными газами.

Виды гибридов: Что такое гибридные автомобили

«Гибридный автомобиль» — вещь очень модная, а для многих — еще и загадочная. Так что же это такое, какими они бывают? Расскажем вкратце.

Мягкий гибрид BMW 7 ActiveHybrid: электродвигатель помогает в работе двигателю внутреннего сгорания

Концепт полного гибрида: BMW X6 ActiveHybrid способен полностью положиться на свой электродвигатель

Слово «гибрид» происходит из латинского языка и означает нечто, имеющее смешанное происхождение или сочетающее разнородные элементы. Применительно к автомобильным технологиям оно обозначает автомобиль с двумя типами силового агрегата. Обычно это — двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

В облегченных гибридных установках электродвигатель используется лишь как вспомогательный для двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Но в полноценной гибридной установке ДВС более эффективно спарен с электродвигателем. Причем электродвигатель используется довольно мощный, способный самостоятельно приводить автомобиль в движение на небольших скоростях.

Для современных автопроизводителей «гибридный автомобиль» означает нечто большее, чем простое интегрирование электромотора в силовую установку. Это — «интеллектуальное» управление потоками энергии в автомобиле. Эффективное сочетание ДВС с электродвигателями снижает расход топлива, токсичность выхлопов, улучшает динамику и комфорт при движении. Хороший пример тому — роскошный BMW 7 ActiveHybrid, о котором мы рассказывали в заметке «Активные гибриды». Сегодня автоконструкторы развивают пять основных разновидностей гибридных автомобилей.

Последовательный. В такой гибридной системе ДВС работает в максимально экономичном режиме, исключительно для того чтобы заряжать батарею электродвигателя. Сам автомобиль приводится в движение электромотором.

Параллельный. В таком гибриде ДВС и электродвигатель работают независимо друг от друга, и, в зависимости от типа (мягкий или полный гибрид), могут приводить автомобиль в движение одновременно или по очереди.

Мягкий. Здесь традиционный стартер и генератор полностью заменены на электродвигатель, который используется для запуска двигателя и его поддержки. Это помогает увеличить динамику автомобиля и снизить потребление топлива примерно на 15%. Электромотор и батареи не предназначены для того, чтобы самостоятельно приводить автомобиль в движение. Зато это дает возможность значительно их облегчить и удешевить, в сравнении с компонентами полного гибрида. BMW 7 ActiveHybrid использует как раз концепцию мягкого гибрида.

Полный. В полностью гибридных системах автомобиль может приводиться в движение электромотором на любом этапе движения: и при ускорении, и в движении с постоянной скоростью. Например, в «городском цикле» автомобиль может использовать один только электродвигатель. Компоненты системы такой концепции заметно больше, массивнее, их гораздо сложнее установить, чем в случае с «мягким» гибридом. Тем не менее, они могут значительно улучшить динамику автомобиля. Кроме того, использование только электроэнергии при движении в городе может снизить расход топлива на 20%. Полным гибридом является автомобиль BMW X6 ActiveHybrid.

Аккумуляторный. Емкость, размер и масса аккумулятора зависят от его назначения. В последние годы новые разработки в этой области значительно расширили возможность применения батарей в автомобилях. Высокая емкость и долговечность делают Li-Ion и Ni-MH источники питания полностью пригодными для использования в гибридных автомобилях.

Гибридное производство и будущее 3D-печати для производства> ENGINEERING.com

Гибридное производство, иногда называемое гибридной обработкой, объединяет аддитивные и вычитающие процессы на одном станке. (Изображения любезно предоставлены DMG MORI.)

Где моя машина, напечатанная на 3D-принтере?

Если на то пошло, где мой напечатанный на 3D-принтере дом, одежда или смартфон? Предполагалось, что 3D-печать станет самым большим технологическим переломным моментом со времен ПК. Но что мы получили за последние три десятилетия? Брелки, художественные проекты, прототипы и случайные медицинские или аэрокосмические пирожные.

Когда мы увидим добросовестное аддитивное производство (AM)?

Возможно, я нечестен.

Если вы посетили несколько последних международных выставок производственных технологий (IMTS), то вы воочию стали свидетелями роста промышленной 3D-печати. За относительно короткое время мы перешли от изготовления прототипов из PLA со сборными настольными устройствами к производству промышленных деталей на промышленных 3D-принтерах.

Если вы думаете, что мы почти приблизились к пределам возможностей 3D-печати для массового производства, представьте себе человека, который мог бы сказать то же самое о компьютерах в 1974 году.Технологии требуют времени, чтобы созреть, и, как люди-подростки, они, как правило, проходят этапы, которые не всегда хорошо понимаются.

Рассмотрим гибридное производство.

Что такое гибридное производство?

Самый простой способ понять гибридное производство — это сочетание аддитивных процессов — 3D-печати, известной в контексте производства как аддитивное производство (AM), — и субтрактивных процессов, таких как фрезерование. Несмотря на то, что существует множество деталей, которые производятся с помощью той или иной комбинации этих процессов — и постоянно внедряется больше, — решающим условием гибридного производства является то, что оба процесса выполняются на одной машине.

Сравнение сроков изготовления закрытых рабочих колес. (Изображение любезно предоставлено компанией Sulzer.) Деталь, которая напечатана на металлическом 3D-принтере, поверхность обработана для улучшения ее отделки и отделена от рабочей пластины с помощью проволочного электроэрозионного станка, будет впечатляющим примером современных технологий производства, но не считается примером гибридного производства. Следовательно, количество деталей, производимых посредством гибридного производства, может быть относительно небольшим. Технология все еще относительно новая, даже для такой молодой отрасли, как 3D-печать.

И все же, как и в случае с 3D-печатью, потенциальные преимущества гибридного производства заставили некоторых первых приверженцев этой технологии с оптимизмом смотреть в будущее. Майкл Сили, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Университета Небраски в Линкольне, является одним из них.

«Добавка действительно открывает двери с точки зрения возможности печати ваших собственных механических свойств слой за слоем или зона за зоной», — сказал он. «Это одно из больших преимуществ, поэтому я вижу, что в ближайшие несколько лет гибридный AM быстро наберет обороты только благодаря этому потенциалу.”

Гибридные форматы обработки и процессы

Хотя общее количество доступных гибридных машин все еще относительно невелико, полезно разделить их на несколько типов. Самое основное различие, которое следует провести, — это гибридные станки, готовые к продаже, и дополнительные модификации для обычных станков.

На момент написания этой статьи основными игроками в области станкостроения, предлагающими гибридные решения, являются DMG MORI, ELB-Schliff, Matsuura, Mazak, Mitsui Seiki и Okuma.Менее известные компании с гибридными машинами включают Diversified Machine Systems, Fabrisonic и Optomec.

Возможности аддитивных модификаций станков более ограничены, они представлены Hybrid Manufacturing Technologies (HMT) и 3D-Hybrid Solutions, Inc. Мы уже рассматривали первую компанию ранее, а последняя является относительной новичком. В обоих случаях основная технология включает в себя один или несколько металлических инструментов для 3D-печати, которые предназначены для работы вместе со стандартным набором вычитающих инструментов, которые заполняют магазины станков.

AMBIT наряду с обычными вычитающими инструментами в инструментальном магазине. (Изображение любезно предоставлено компанией Hybrid Manufacturing Technologies.)

Хотя гибридные надстройки предназначены для приобретения и установки независимо, некоторые производители станков начинают предлагать их в качестве стандартных опций, в том числе ELB-Schliff, Mazak и Mitsui Seiki в случае HMT. Основатель 3D-Hybrid Solutions Карл Гранка подтвердил, что его компания идет по тому же пути: «Мы работаем с некоторыми из наших первых клиентов, чтобы улучшить их приложения, и мы начинаем сотрудничать с производителями станков в качестве специальной добавки. Разработчик производственного инструмента.”

Помимо этого основного различия, доступные варианты гибридного производства также можно разделить с точки зрения лежащих в их основе аддитивных технологий. К ним относятся направленное наложение энергии (DED), аддитивное производство с помощью проволочной дуги (WAAM), холодное напыление (CS) и ультразвуковое аддитивное производство Fabrisonic (UAM). Между этими технологиями есть важные различия, и производители гибридных станков, так сказать, сделали свои ставки, поэтому стоит рассмотреть эти технологии более подробно.

Направленное депонирование энергии (DED)

Направленное наложение энергии включает подачу порошка в ванну расплава, которая образуется на поверхности детали с помощью лазера или электронного луча. Процесс по сути такой же, как и селективное лазерное спекание (SLS), за исключением того, что порошок наносится только там, где в этот момент к детали добавляется материал.

(Изображение любезно предоставлено DMG MORI.)

Титан, нержавеющая сталь, алюминий и другие труднообрабатываемые металлы относятся к материалам, поддерживаемым DED.Еще одно преимущество этого подхода — по крайней мере, для некоторых из серии сверхмногозадачных машин Okuma LASER EX и некоторых опций от 3D-Hybrid Solutions — это возможность выполнять операции закалки с помощью лазера станка.

В зависимости от используемого материала DED часто требует, чтобы камера сборки была заполнена инертным газом. Однако для некоторых гибридных станков, таких как DMG MORI LASERTEC 65 3D hybrid и LASERTEC 4300 3D hybrid, локального инертного защитного газа может быть достаточно для защиты ванны расплава для лучшего контроля свойств материала.

В головках AMBIT

HMT используется лазерное напыление металла (LMD), подтип DED. Следовательно, все предложения ELB-Schliff, Mazak и Mitsui Seiki основаны на DED. Технология лазерной обработки сетки (LENS) компании Optomec, которая используется на гибридных станках LENS 500 и LENS 860, также подпадает под действие DED.

Проволочно-дуговое аддитивное производство (WAAM)

В то время как DED лучше всего подходит для деталей, требующих более высокого уровня точности или точности, сплавление в порошковом слое (PBF) является еще более точным и точным, но на момент написания статьи это не вариант для гибридных станков — WAAM выигрывает по наплавке ставки.

Электродуговая головка

3D-Hybrid Solutions. (Изображение любезно предоставлено компанией 3D-Hybrid Solutions.)

«С нашим решением для проволочной дуги мы получаем от двух до пяти фунтов в час, в зависимости от сплава», — сказал Гранка. «Мы считаем, что можем работать быстрее, но все еще оптимизируем».

Гибридная система DMS Huron Peak основана на технологии проволочной дуги со скоростью наплавки от трех до пяти фунтов в час. Также стоит отметить, что сварочные аппараты с проволочной дугой не требуют инертной среды, хотя они должны быть защищены в целях безопасности, как и любой процесс дуговой сварки.Питер Грачмайр, старший инженер по продажам в Midwest Engineered Systems (MES), объяснил, что отличает WAAM от других аддитивных систем:

«Это действительно не конкурирует с другими технологиями лазерного аддитивного производства, — сказал он, — потому что они предназначены для более высокого разрешения и меньшего размера». В конечном итоге, порошок для изготовления детали обходится где-то между 12 и 25 долларами за унцию, потому что обычно из него выходит 20% брака, поэтому не весь порошок используется.”

(Изображение любезно предоставлено WAAM.) «Еще нужно иметь в виду, что мы загружаем материал в 15-20 раз тяжелее порошка», — продолжил Грачмайр. Мы можем изготавливать детали длиной до 42 метров, шириной 6 метров, высотой 2 метра и сохранять повторяемость примерно 20–30 тысячных долей ».

Холодный спрей (CS)

Холодное напыление — это метод нанесения покрытия, который первоначально был разработан для нанесения покрытий на валы, но в настоящее время используется в гибридном производстве.3D-Hybrid Solutions предлагает две головки для холодного напыления, одна из которых предназначена для обработки более твердых сплавов, а другая с помощью лазера для более высокой скорости наплавки.

Нанесение меди на оправку методом холодного напыления. (Изображение любезно предоставлено ASB Industries.) Процесс холодного напыления вырос из рынка термического напыления, но в отличие от процессов термического напыления, которые обычно расплавляют металлические порошки, процессы холодного напыления удерживают металлические порошки в твердом состоянии.

«Мы можем получить до 80 процентов точки плавления», — пояснил Том Вудс, директор по развитию бизнеса VRC Metal Systems.«Это размягченный порошок, поэтому вместо того, чтобы разжижать металл и распылять его — что не дает вам очень прочной связи — мы распыляем порошок через сверхзвуковое сопло, которое ускоряет его примерно до 2 или 3 Маха».

«Это деформирует металлические частицы при ударе, — продолжил он, — и они врезаются в любую металлическую основу, на которую вы их распыляете. Благодаря этому вы получаете металлургическую связь, а не только механическую. В итоге мы получаем, как правило, прочность связи более 8000 фунтов на квадратный дюйм, пористость менее одного процента и предел прочности на разрыв — для такого материала, как титан, мы получили более 80000 фунтов на квадратный дюйм.”

Ультразвуковое аддитивное производство (UAM)

Разработанный Fabrisonic, UAM основан на технологии, которая используется с 1950-х годов: ультразвуковая сварка. «У нас есть запатентованная конструкция ролика, который катится по фольге взад и вперед и вибрирует во время катания, обеспечивая нам чистящее действие, необходимое для склеивания», — пояснил Марк Норфолк, президент и генеральный директор Fabrisonic.

«Самое замечательное в ультразвуке — это его низкая температура», — продолжил он.«Деталь не обязательно должна иметь температуру выше 200 ° F. Таким образом, входящие свойства материала аналогичны свойствам выходящего материала. Вы также можете комбинировать разнородные металлы в одной детали без образования интерметаллидов и без нежелательных металлургических последствий ».

Fabrisonic берет стандартные фрезерные станки с ЧПУ и добавляет к ним сварочную головку компании. «Поскольку у нас есть фрезерный станок с ЧПУ, мы используем стандартный G-код для управления движением станка, и мы будем печатать тонкие пленки бок о бок, а затем поверх друг друга в виде кирпичной кладки для создания трехмерного изображения. форма.«Используя эту технику, гибридные машины могут печатать детали почти чистой формы с закрепленным сварным швом, а затем использовать режущие инструменты для вычитания.

Приложения для гибридного производства

Если не брать в расчет все разговоры о технологиях, в производстве остается извечный вопрос: каково приложение?

«Как и в случае с механической обработкой, приложения разнообразны: аэрокосмическая промышленность, медицина, пресс-формы и штампы, многое другое», — сказал Гранка. «3D-печать металлом — это новая технология, и каждый, кто ее использует, сталкивается с проблемой квалификации материала.Мы сосредоточены на очень быстрой печати и использовании сильных сторон станков с ЧПУ ».

(Изображение любезно предоставлено компанией Hybrid Manufacturing Technologies.)

Это поднимает важный момент: в настоящее время двумя крупнейшими отраслями аддитивного производства металлов любого типа являются аэрокосмическая и медицинская. Работа в этих отраслях требует соблюдения строгих правил, а когда речь идет о добавках, это может означать квалификацию не только детали, но и процесса, материала и машины.Возможность наносить слои на металлы и разрабатывать новые сплавы, несомненно, увлекательна, но это волнение необходимо умерить напоминанием об обременительности регулирования отрасли.

Несмотря на пессимизм, потенциальные возможности гибридного производства действительно впечатляют. Доктор Сили работал над очень интересным приложением для индустрии медицинских имплантатов.

«Всякий раз, когда вы ломаете кость, вы получаете имплантат из титана, нержавеющей стали или хромо-кобальта», — пояснил он.«Речь идет о пластинах, шурупах и стержнях. Проблема в том, что их наличие внутри вашего тела может вызвать долгосрочные осложнения. В моем случае у меня в локте два винта, и мне становится больно, когда я ношу галлон молока или выгружаю стиральную машину. Вот почему хирурги-ортопеды часто рекомендуют вынуть имплант через шесть-восемь недель.

«Мы подумали:« Вместо того, чтобы проводить всю эту вторую операцию, давайте сделаем имплант, который разрушается », и мы используем гибридное аддитивное производство, чтобы контролировать, насколько быстро это произойдет.Таким образом, мы можем настроить скорость деградации так, чтобы она была очень быстрой для тех, кто моложе и все еще растет, или намного медленнее для тех, кто старше и не восстанавливает костную ткань очень быстро. Гибридное производство позволяет нам регулировать скорость разрушения имплантата, и мы достигаем этого, просто изменяя способ его производства ».

Майкл Сили, доцент кафедры инженерии Университета Небраски в Линкольне, использует гибридную машину Optomec для производства биоразлагаемых медицинских имплантатов.(Изображение предоставлено Optomec.)

По словам Гранка, даже сравнительно приземленные приложения для гибридного производства впечатляют. «Мы демонстрируем нашу систему вместе с Takumi USA и используем сильные стороны их машины, которая в данном случае используется в производстве пресс-форм и штампов. Так что подумайте о ремонте форм, печати конформных каналов охлаждения или даже наплавке форм, чтобы они служили дольше ».

Джейсон Джонс, генеральный директор и соучредитель Hybrid Manufacturing Technologies соглашается. «DED действительно идеально подходит для ремонта и восстановления, и он действительно подходит для таких приложений», — сказал он.«По нашему опыту, середина между ними — это переработка с добавлением небольшого количества материала».

Том Коббс, менеджер по продукции LENS в компании Optomec, также подчеркнул преимущества использования гибридной обработки для ремонта, а также повторного производства. «Мы можем отсканировать деталь, — сказал он, — сравнить ее с чертежом САПР, а затем отремонтировать покрытие — будь то износостойкое покрытие на внешней поверхности или антикоррозионное покрытие на внутреннем отверстии клапана или трубы. Допустим, у вас есть существующая деталь, и вы хотите добавить к ней функцию.Вы можете обработать оригинал, а затем добавить что-нибудь к нему — например, мы взяли стандартный стержень, обработали его до стержня, а затем напечатали фитинг на его конце ».

Гибридные машины

и автономные 3D-принтеры

Когда дело доходит до гибридных станков, возникает очевидный вопрос: действительно ли необходимо объединение аддитивных и вычитающих процессов в одном станке? Учитывая, что у нас уже есть множество автономных субтрактивных опций, постоянно появляются все больше автономных опций для металлических добавок и изобилие систем смены поддонов, какая польза от объединения всего этого в одной машине (помимо очевидного увеличения площади пола)?

(Изображение любезно предоставлено компанией Hybrid Manufacturing Solutions.)

«Вот суть проблемы, которую я ставлю перед людьми, которые хотят перейти на гибрид», — сказал Друв Бейт, доцент Университета штата Аризона. «Если он не сможет сделать все за меня за один шаг — это означает снятие поддержки и окончательную обработку — тогда я не вижу преимущества в инвестировании в гибридную машину, потому что очень вероятно, что мне все равно понадобятся все эти последующие операции, чтобы действительно подготовить мою деталь к производству ».

Доктор Сили предложил иную точку зрения. «При гибридном производстве реактивного материала — например, если вам нужно обработать магниевую деталь — вы должны беспокоиться о том, что стружка и порошок станут воспламеняющимися», — сказал он.«Итак, вам нужна инертная среда на всех этапах обработки, в отличие от печати, извлечения детали и последующего возврата к принтеру».

Hranka также подчеркнула преимущества возможности переключения между операциями добавления и вычитания без необходимости перемещать заготовку. «С порошковой печатью вы не можете выполнять какие-либо внутренние операции», — сказал он. «Вы можете распечатать свою часть только полностью, и вы не можете вернуться к ней. Используя гибрид, вы можете остановить печать, машинную обработку и затем продолжить печать.Я всегда думаю об этом, как о корабле в бутылке: у меня есть возможность напечатать бутылку, напечатать корабль, обработать с точностью до отделки поверхности и парусов корабля, а затем распечатать все в закрытом виде. Невозможно вставить режущий инструмент в полностью закрытую деталь ».

Джонс указал на преимущества консолидации вашего оборудования, особенно когда капитальные затраты являются насущной проблемой. «Компания, которую я посетил в Южной Америке, исторически производила продукт, который требует традиционного предварительного нагрева перед добавлением металла ручной сваркой», — сказал он.«С нашей технологией они это полностью пропустят. Они собираются удовлетворить почти половину потребности в капитальном оборудовании для производства своих деталей, перейдя к единой установке. Они работают над отливками, поступающими с литейного завода, которые будут поставлены на гибридную универсальную машину, и то, что исторически было тремя или четырьмя разными установками, теперь будет объединено в одну ».

Сложение и вычитание — наконец вместе

3D-печать Shelby Cobra рядом с (негибридной) системой аддитивного производства на больших площадях.(Изображение любезно предоставлено Cincinnati Incorporated.)

Как бы я ни надеялся, гибридное производство вряд ли даст мне в ближайшем будущем напечатанный на 3D-принтере автомобиль, дом, одежду или смартфон. Скорее всего, это изменит способ проектирования, производства, ремонта и повторного производства важнейших компонентов в аэрокосмической, медицинской промышленности, производстве инструментов и штампов. Как и в случае с аддитивным производством металла в целом, его внедрение в автомобильной промышленности еще не началось, но простота и относительно низкая стоимость гибридного производства в сочетании с легкостью доступа, которая во многих случаях обеспечивается с использованием знакомых систем и программного обеспечения, предполагает, что это может быть лучшим вариантом для внедрения аддитивного производства металлов в массовое производство.

Учитывая металл AM?

Вот 10 вопросов, которые нужно задать.

.

Что такое гибридные автомобили? — манекены

2. Дом и сад
3. Ремонт автомобилей
4. Гибридные автомобили
5. Что такое гибридные автомобили?

Деанна Склар

Гибридные автомобили называются гибридами , потому что они используют как небольшой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), так и электродвигатель для получения максимальной мощности и экономии топлива с минимальными выбросами. То, как они это делают, варьируется от одной модели к другой с переменным успехом.

Все гибриды объединяет способность генерировать электрический ток, хранить его в большой батарее и использовать этот ток для управления автомобилем. Гибриды улавливают электрическую энергию, вырабатываемую системой рекуперативного торможения, а их двигатели также могут приводить в действие генератор. Гибриды также могут экономить энергию, отключая ДВС, когда транспортное средство находится в Парковке, на холостом ходу на светофоре или остановке в транспортном потоке, или когда энергии электродвигателя достаточно для управления автомобилем без помощи ДВС.

Hybrids имеют системы рекуперативного торможения, которые вырабатывают электроэнергию для поддержания заряда аккумуляторов. Когда водитель тормозит, электродвигатель превращается в генератор, а магнитное сопротивление замедляет автомобиль. Однако в целях безопасности есть также обычная гидравлическая тормозная система, которая может остановить автомобиль, когда рекуперативного торможения недостаточно. Нет никакой разницы в обслуживании или ремонте, за исключением того, что тормозные колодки, как правило, служат намного дольше, потому что они не так часто используются.Фактически, если вы ведете гибрид умеренно, вы почти никогда не используете дисковые тормоза на колесах и можете прожить весь срок службы автомобиля без замены колодок. Большая разница в том, что рекуперативные тормоза улавливают энергию и превращают ее в электричество для зарядки аккумулятора, который обеспечивает питание электродвигателя.

Параллельные гибриды

Параллельный гибрид использует в качестве силовой установки как электродвигатель, так и ДВС. Они могут работать в тандеме, или один может использоваться в качестве основного источника энергии, а другой — для помощи, когда требуется дополнительная мощность для трогания с места, подъема по холмам и ускорения, чтобы обогнать другие транспортные средства.Поскольку оба подключены к трансмиссии, говорят, что они работают «параллельно».

Как работает параллельный гибрид.

Гибриды серии

Гибридная серия использует бензиновый или дизельный ДВС в сочетании с генератором для выработки электроэнергии, но не для управления автомобилем. Двигатель может посылать электрический ток непосредственно на электродвигатель или заряжать большую батарею, которая накапливает электроэнергию и по запросу доставляет ее на электродвигатель. Электродвигатель приводит в движение транспортное средство, используя свою мощность для вращения карданного вала или набора ведущих осей, которые вращают колеса.

Гибрид серии А.

Подключаемые гибриды

Поскольку подключаемые гибриды оснащены более крупными батареями, которые можно заряжать от любой обычной электрической розетки на 110 вольт, они обладают способностью увеличивать способность электродвигателя двигаться дальше без необходимости запуска ДВС и, следовательно, значительно увеличивать топливная экономичность автомобиля. Оценки достигли 100 миль на галлон!

Некоторые технически подкованные люди адаптировали свои гибридные автомобили в подключаемые гибриды, и автопроизводители находятся в процессе их разработки и производства (иногда в сотрудничестве с крупными коммунальными предприятиями).Разработка новых литий-ионных батарей меньшего размера и большой емкости, которые можно перезаряжать много раз, является ключом к тому, чтобы сделать подключаемые гибриды доступными для широкой публики. По оценкам, подключаемые гибриды, оснащенные этими более мощными аккумуляторами, будут иметь запас хода до 125 миль до того, как разрядится и автомобиль вернется в стандартный гибридный режим.

Подключаемый гибрид.

Основная экологическая проблема подключаемых гибридов заключается в том, что потребляемый ими электрический ток обычно генерируется коммунальными предприятиями, работающими на ископаемом топливе.Хорошая новость заключается в том, что некоторые крупные сети обязались установить зарядные станции, работающие от солнечных батарей или энергии ветра, и многие владельцы гибридных автомобилей готовы установить солнечные панели для подзарядки этих транспортных средств дома. Подключаемые гибриды, заряжаемые коммерческими источниками электроэнергии или солнечными батареями, будут меньше зависеть от ДВС, но все равно будут нуждаться в нем для длительных поездок, восхождения на холмы и так далее. Будущие гибриды могут использовать небольшой топливный элемент для производства электроэнергии из водорода, что означает, что ДВС придется работать еще реже.

Двухрежимные гибриды

Двухрежимные гибриды могут стать ключом к конкурентоспособности США на гибридном рынке. Вместо большой аккумуляторной батареи, которая есть на обычных гибридах, в двухрежимных гибридах используются батареи меньшего размера и два электродвигателя, расположенные внутри автоматической коробки передач с двумя наборами шестерен — один для ДВС, а другой для усиления мощности электродвигателей. Трансмиссия также может работать как бесступенчатая. В одном режиме на более низких скоростях транспортное средство может работать с одним или обоими электродвигателями, с ДВС или без него или только с ДВС.На более высоких скоростях срабатывает второй режим, и ДВС постоянно работает на своих более высоких передаточных числах.

Двухрежимный гибрид.

.

Вот почему сегодня в США процветают гибридные автомобили

Вы, наверное, заметили, что все больше и больше гибридных автомобилей появляется на дорогах в Соединенных Штатах.

Многие производители автомобилей, которые продают автомобили для водителей из США, обратили внимание на растущую популярность гибридных автомобилей и разработали модели для удовлетворения растущего спроса. Этот тип автомобиля существует уже много лет, но широко доступен в качестве разумного транспортного средства только около десяти лет. С тех пор, как Toyota выпустила Prius в 2000 году, гибридные автомобили стали популярны среди экономных пассажиров, молодых водителей, заботящихся об окружающей среде, и популярных футбольных мам.

Toyota Prius первого поколения стала первым в мире серийным бензиново-электрическим гибридным автомобилем (Toyota UK)

Несмотря на то, что гибридные автомобили сейчас довольно распространены, многие водители все еще не знают о технологиях, лежащих в основе этих автомобилей, и как они сравниваются с традиционными бензиновыми автомобилями.

Вот основные принципы функционирования гибридных автомобилей:

1. 1

   Гибридные автомобили представляют собой смесь автомобилей с бензиновым двигателем, у которых есть топливный бак и двигатель внутреннего сгорания, и электромобилей, которые работают от набора аккумуляторы и электродвигатель.

2. 2

   Гибридные автомобили сочетают в себе положительные характеристики бензиновых и электромобилей. Бензиновый компонент гибрида позволяет быстро заправлять автомобиль и преодолевать большие расстояния до того, как потребуется заправка. Электрический компонент снижает выбросы и расход топлива водителя.

3. 3

   Существует два типа гибридных автомобилей. Параллельный гибридный автомобиль имеет две отдельные системы питания, которые могут работать вместе или независимо.В серийном гибриде для поворота генератора используется бензиновый двигатель. Генератор либо заряжает электрические батареи, либо питает электродвигатель. В обоих типах гибридных автомобилей либо бензин, либо электроэнергия вращают трансмиссию транспортного средства, что, в свою очередь, заставляет транспортное средство двигаться.

4. 4

   Многие гибридные автомобили имеют меньшие бензиновые двигатели, чем аналогичные полностью бензиновые автомобили. Поскольку электродвигатель может создавать дополнительную мощность при ускорении или движении по склону, гибридные транспортные средства могут обеспечивать такой же тип управляемости, как более мощный автомобиль с двигателем с меньшим количеством цилиндров и меньшей массой.

5. 5

   Во многих гибридных автомобилях используется так называемая рекуперативная энергия для зарядки аккумулятора при замедлении автомобиля. Когда водитель применяет тормоза, включается электрогенератор и начинает заряжать батареи, одновременно замедляя движение автомобиля.

6. 6

   Поскольку владельцы гибридных автомобилей обычно заботятся об эффективности использования топлива и сокращении выбросов углекислого газа, внешний вид многих гибридных автомобилей спроектирован так, чтобы оптимизировать расход топлива.Аэродинамический дизайн кузова, специальные шины и сверхлегкие материалы — все это способствует эффективности концепции гибридного автомобиля.

Здесь можно подробнее узнать о чрезвычайно популярных сегодня гибридах. Проверьте, чем они отличаются от обычных гибридов и почему они экономичнее.

Если вы ищете свой первый автомобиль или замену, и беспокоитесь о топливной эффективности и окружающей среде, почему бы не рассмотреть гибрид? Владельцы гибридных автомобилей имеют собственное сообщество и обычно очень любят свои уникальные автомобили.Если вы решили, что гибридный автомобиль лучше всего соответствует вашим потребностям вождения, вот список некоторых из самых популярных и доступных гибридных моделей, представленных на рынке США:

Самые доступные гибридные автомобили в США

1. 1

   Как упоминалось ранее, Toyota Prius широко считается оригинальным гибридом для массового рынка. Необычный стиль кузова этого автомобиля остался почти таким же за последнее десятилетие, и его легко узнать на дороге. Prius — это первое, что приходит на ум, когда речь заходит о гибридных автомобилях.Prius доступен только в гибридной форме.

   
   Toyota Prius C получает высшие баллы по безопасности, но не ожидает быстрого разгона (автомобильные ритмы)

2. 2

   Hyundai Ioniq — еще один гибрид, который очень трудно превзойти. Он предлагает лучшую экономию топлива в своем классе, а цена выглядит чрезвычайно привлекательной. Его 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель и электродвигатель вместе составляют 139 лошадиных сил. В отличие от Prius, Ioniq также доступен в полностью электрической версии.Единственный потенциальный недостаток — довольно низкий прогнозируемый рейтинг надежности.

   
   Hyundai планирует удвоить количество своих экологически чистых предложений к 2020 году и очень серьезно относится к этому (автомобильные ритмы)

3. 3

   Хотя Ford и Chevrolet присоединились к гибридной победе позже, чем другие производители автомобилей, теперь они предлагают несколько отличных быстро набирающие популярность гибридные модели. Самые доступные гибриды Ford включают Fusion и C-MAX.Chevrolet предлагает гибрид Malibu и Volt, оба очень успешные. Chevy Malibu предлагает не только большой пробег, но и длинный список технических преимуществ, таких как 4G LTE WiFi.

   
   Ford C-MAX может похвастаться просторным и изысканным салоном и доступной ценой, но он немного жаднее, чем другие гибриды

4. 4

   Два самых популярных автомобиля среднего размера в Америке, Honda Accord и Toyota Camry уже несколько лет выпускаются в гибридной форме.Это надежные и традиционные экономичные модели, оснащенные гибридной технологией, обеспечивающей водителям дополнительную эффективность и наилучшую управляемость.

   
   Гибрид Toyota Camry имеет приличный пробег и довольно мощный для своего класса

5. 5

   Многие производители автомобилей класса люкс выпустили гибридные автомобили. Примеры самых популярных роскошных гибридов — это Mercedes-Benz S-Class, гибрид Lexus GS и BMW 7 серии.

   
   Lexus GS 450h — ваш выбор, если вы рассматриваете роскошный экономичный круизер с бескомпромиссной мощностью двигателя.

Вождение гибридного автомобиля — это воплощение путешествия двадцать первого века.

Теперь, когда вы понимаете, как работают гибриды, и познакомились с несколькими популярными моделями, вы готовы испытать свой первый гибридный автомобиль и точно понять, о чем идет речь.

.

Что такое гибридная ИТ?

Гибридная ИТ — это модель корпоративных вычислений, в которой организация предоставляет некоторые ресурсы через традиционные внутренние ИТ-системы, а также использует некоторую комбинацию служб облачных вычислений для других ресурсов.

Судя по его распространенности, гибридные ИТ остаются более действенным подходом для большинства организаций, чем переход на полностью свободное от облака или использование исключительно общедоступного и / или частного облака.

Гибридная облачная ИТ-архитектура — публичная или частная — характеризуется масштабируемостью по запросу, простотой выделения ресурсов пользователями, а также измеряемым и измеряемым использованием.

Многие провайдеры уже начали предлагать публичные облачные сервисы в областях SaaS (программное обеспечение как услуга), IaaS (инфраструктура как услуга) и PaaS (платформа как услуга), избавляя клиентов от необходимости устанавливать и управлять аналогичными собственные ресурсы

Hybrid IT также может сосредоточиться на частных облаках.В отличие от общедоступных облаков с несколькими арендаторами, в частных облаках используется архитектура с одним арендатором. Частные облака обычно используются в локальных центрах обработки данных, хотя услуги хостинга частного облака, безусловно, доступны.

Даже с распространением общедоступных облачных сервисов большинство компаний продолжают держать по крайней мере часть своих ресурсов внутри компании, вне какой-либо облачной среды. Это связано с проблемами безопасности и конфиденциальности или техническими проблемами, связанными с переносом сложных устаревших систем на облачную архитектуру.

Гибридные ИТ-решения

В наиболее распространенном на сегодняшний день типе гибридного ИТ-решения организация продолжает запускать и поддерживать ключевые ИТ-ресурсы в традиционных ИТ-средах либо локально, либо на хостинге, используя при этом другие ресурсы от нескольких поставщиков общедоступного облака.

Однако некоторые заказчики полагаются на гибридные ИТ только как на временное решение с прицелом на возможную миграцию всех ИТ-ресурсов в облако.

Существует три типа общедоступных облачных решений, которые можно интегрировать с гибридной ИТ-моделью:

SaaS

• Самый крупный на сегодняшний день рынок общедоступных облаков, SaaS использует Интернет для доставки приложений, управляемых сторонним поставщиком.Конечные пользователи организации могут получить доступ к большинству приложений SaaS прямо из веб-браузера. SaaS, который обычно предоставляется по ежемесячной подписке или с оплатой по факту использования, исключает необходимость установки и управления приложениями на корпоративных серверах и ПК, а также связанных с этим капитальных затрат на лицензии на оборудование и программное обеспечение.

• Популярные SaaS-компании, например, включают офисные пакеты, электронную почту и совместную работу, CRM, HR, бухгалтерский учет и ERP. Google Apps, Cisco WebEx, Salesforce.com, SAP One и Citrix GoToMeeting — некоторые из наиболее широко используемых приложений SaaS.

IaaS

• IaaS характеризуется услугами самообслуживания для доступа, мониторинга и управления удаленными инфраструктурами. Облачный провайдер размещает компоненты инфраструктуры, традиционно присутствующие в локальном центре обработки данных, включая серверы, хранилище и сетевое оборудование, а также уровень виртуализации или гипервизора.

• Обычно поставщик также предоставляет такие услуги, как мониторинг, выставление счетов, доступ к журналам, безопасность, балансировка нагрузки и кластеризация, а также резервное копирование, репликация и восстановление данных.

• В публичном облаке IaaS провайдер взимает плату за хостинг и другие услуги в зависимости от потребления. Клиенты могут входить в службы через глобальную сеть (часто Интернет) для таких целей, как устранение неполадок приложений и управление аварийным восстановлением. Кроме того, услуги IaaS все чаще управляются политиками, что позволяет пользователям реализовывать более высокий уровень автоматизации и оркестрации.

• Многие стартапы арендуют или берут в аренду услуги IaaS вместо того, чтобы покупать собственное оборудование и программное обеспечение центра обработки данных.

• Однако некоторые давние предприятия включают IaaS в свои гибридные ИТ-модели. IaaS используется, например, для расширения внутреннего центра обработки данных для обработки временных нагрузок в периоды высокого спроса, такие как сезон рождественских покупок.

• Хотя IaaS чаще всего работает в публичном облаке, решения также доступны в виде частных облаков для использования в собственных центрах обработки данных компаний.

PaaS

• PaaS основывается на IaaS, предоставляя структуры промежуточного программного обеспечения для программных компонентов, которые ИТ-организации могут использовать для создания новых приложений или настройки существующих приложений.PaaS, ориентированный на Agile DevOps, призван упростить и повысить рентабельность разработки, тестирования и развертывания клиентских приложений.

• Услуги часто предоставляются с помощью гибридной ИТ-модели, которая использует как публичное облако IaaS, так и внутренние ИТ-ресурсы, но другие методы доставки включают гибридную облачную модель, сочетающую частные и общедоступные облака, и частный PaaS, который использует только частное облако. Из всех предложений «как услуга» PaaS наиболее быстро движется мимо гибридных ИТ.Согласно недавнему отчету Gartner, почти половина всех PaaS-сервисов уже доступна только в облаке.

• В сильно фрагментированном пространстве PaaS поставщики включают Amazon Electronic Beanstalk, Apprenda, Cloud Foundry, Google App Engine (GAE), SAP Cloud Platform и Software AG Cloud и многие другие.

Гибридная ИТ-инфраструктура

• В реализациях гибридной ИТ, ориентированной только на SaaS, некоторые приложения перемещаются в общедоступное облако, но компоненты инфраструктуры и разработки программного обеспечения остаются в традиционной внутренней ИТ-среде.

• При реализации гибридной ИТ с использованием IaaS и / или PaaS некоторые компоненты инфраструктуры и / или разработки переносятся в общедоступное облако, а другие ИТ-ресурсы размещаются в традиционной внутренней ИТ-среде. Однако доступ к общедоступным облачным ресурсам и управление ими можно получить внутри компании.

Примеры гибридных ИТ

• Производитель может сохранить настроенное производственное приложение для мэйнфрейма, работающее локально, чтобы избежать сложностей, связанных с его переписыванием, одновременно перенося приложения SaaS из облака для замены устаревших устаревших клиент-серверных приложений в таких областях, как ERP, HR и CRM.

• Банк может соблюдать нормативные требования, продолжая защищать информацию о клиентах в традиционном локальном центре обработки данных, а также запустив гибридную облачную экосистему для размещения инновационных партнеров-стартапов в сфере финансовых технологий.

• Межгосударственная автотранспортная компания может решить запустить проприетарное приложение в размещенном частном облаке из соображений конкуренции, обновляя свои данные посредством интеграции метеорологических и картографических данных из общедоступного источника.

• Крупный розничный торговец может хранить ценную информацию о клиентах в локальном центре обработки данных, в то же время экономя деньги, используя мощные инструменты анализа данных из общедоступного облака для разделения и разделения данных.

• В приложении iOT электроэнергетическая компания может хранить свою биллинговую систему в локальном центре обработки данных, используя общедоступные облачные сервисы в качестве конечных точек для сбора данных телеметрии со счетчиков клиентов.

Расходы на гибридные ИТ

Ценообразование с оплатой по мере использования является основным фактором внедрения гибридных ИТ.Используя общедоступное облако, организации могут арендовать программное обеспечение и оборудование по мере необходимости, вместо того, чтобы брать на себя долгосрочные обязательства по покупке всех коммерческих лицензий на программное обеспечение организации и базового оборудования. Существующий внутренний ИТ-персонал может быть переведен из администрирования приложений и сети для выполнения других задач.

Тем не менее, работая и управляя другими ИТ-ресурсами внутри компании, организация должна продолжать покупать некоторые лицензии на программное обеспечение и обновления оборудования, а также продолжать оплачивать внутренний персонал ИТ-управления и любые применимые сборы за хостинг.

Выставление счетов поставщиками облачных услуг часто включает скрытые расходы, которых организации не ожидали. Когда задействованы несколько поставщиков общедоступного облака, происходит разрастание облака. Затраты и использование облака могут быть скрыты в ежемесячных платежных данных различных поставщиков и множества внутренних учетных записей, групп и бизнес-единиц.

Следовательно, организациям необходимо внимательно изучить соглашения о выставлении счетов, прежде чем переходить на общедоступные облачные сервисы, и отслеживать расходы на облачные услуги в режиме реального времени для выявления нарушений и управления ими.

Хотя рентабельность публичных облаков по сравнению с частными является предметом постоянных дискуссий, можно с уверенностью сказать, что частные облака обычно требуют значительных консультативных сборов и затрат на управление. С другой стороны, затраты на частное облако обычно более прозрачны. Хотя использование общедоступных облаков по-прежнему гораздо более типично, гибридные ИТ могут охватывать как частные, так и общедоступные облака.

Гибридные ИТ-плюсы и минусы

Плюсы:

• Организации могут продолжать осуществлять контроль, безопасность, конфиденциальность и соблюдение нормативных требований в отношении конфиденциальных ресурсов, сохраняя эти ресурсы внутри компании.

• В то же время менее чувствительные ресурсы можно перенести в гибкие и легко масштабируемые облачные среды.

• Гибридная ИТ-среда объединяет фиксированные затраты на собственные ИТ-системы с переменными затратами на облачные услуги, что позволяет более гибко планировать затраты на ИТ.

Минусы:

• Многие гибридные ИТ-среды по-прежнему возникают «случайно», без наличия стратегического плана выбора типов ресурсов в соответствии с требованиями рабочей нагрузки.

• Приложения SaaS, которые сегодня обычно используются при развертывании гибридных ИТ-облаков, не так настраиваемы, как приложения собственного производства.

• Управление и интеграция могут быть более сложными в гибридной ИТ-модели, чем в полностью облачной или полностью безоблачной среде.

.