Гибридные автомобили — самые реальные конкуренты автомобилям обычным, если говорить о новых технологиях. Водород, чистый электромобиль — это радужная, но не самая близкая перспектива. А теперь вот в гибрид можно превратить вообще любую машину.
Американская компания Alpha Male Performance в сотрудничестве с департаментом электротехники сельскохозяйственного и механического университета Техаса (Electrical engineering) разработала сравнительно дешёвый набор, позволяющий превратить практически любой автомобиль в гибрид.
Это можно сделать всего за $2800. И у вас сократится расход топлива в городском цикле. Точных значений компания не приводит, но мы бы здраво оценили эту экономию в диапазоне 3-8%. Как быстро окупит себя такое приобретение — можете посчитать сами.
Популярность автомобилей-гибридов во всём мире растёт, как на дрожжах. Напомним, под гибридами здесь подразумеваются машины, движимые как двигателями внутреннего сгорания, так и электромоторами.
Мы уже рассказывали о самом ярком японском гибриде — Toyota Prius II, а также о том, что американские автопроизводители последовали по стопам японских коллег.
Заметим, Америка начала гибридизацию своих машин (имеется в виду собственное производство, а не импорт) с «паркетного» внедорожника. А в этом году на рынке США ожидается и вовсе знаменательное событие — компания General Motors выводит на рынок гибридные модификации полноразмерных пикапов Silverado и Sierra.
Их расход топлива, в зависимости от режима движения, на 5-13% меньше, чем у их обычного бензинового аналога.
Есть в этом некая ирония. Даже придя к идее применения самых передовых технологий для экономии топлива, американцы внедряют их на огромных пикапах-внедорожниках, не предназначенных для экономной езды по своей сути.
Впрочем, справедливости ради нужно сказать, что японские гибриды-легковушки, американцы также покупают неплохо.
Однако высокие технологии стоят денег. Большие электромоторы и современные аккумуляторы (никель-металлогидридные, литиевые), системы управления, а в ряде случаев и специальные трансмиссии — тянут на тысячи и тысячи дополнительных долларов, невыгодно отличающих цену на модные гибриды от их собратьев из стана «самых обычных машин».
Тут-то у американцев родилась идея, как догнать стремительный прогресс малой кровью. Для тех, кто не готов расстаться со свой старой машиной, компания Alpha Male Performance (которая, заметим, как раз в это время меняет своё название на Ecolectric Technology Corporation) выпустила несложный, в общем-то, комплект, позволяющий превратить практически любой автомобиль в гибрид.
Система называется Electrocharger. Её название — не намёк на зарядку аккумулятора, как можно подумать. Оно придумано по аналогии с форсировкой мотора с помощью механического или турбонагнетателя.
В Америке их называют supercharger и turbocharger, и они распространены как кит-комплекты для самостоятельной доработки автомобиля или переделки силами небольшой мастерской.
Здесь та же идея. Производитель Electrocharger в рекламе товара делает главный упор на повышение тяги двигателя в режиме интенсивного разгона, и уж во вторую очередь — на экономии топлива.
И, кроме того, новинка преподносится как органичный элемент рынка тюнинга, наряду с теми же турбонагнетателями, лебёдками для джипов, ксеноновыми фарами или легкосплавными колёсами.
Состоит комплект из электромотора-генератора в одном лице, который ставится на место штатного генератора и соединяется с двигателем обычным ременным приводом (выпускается набор кронштейнов-переходников практически для всех распространённых марок автомобилей), а также блока суперконденсаторов (размеры 18 х 30 х 58 сантиметров), где размещена и электроника управления. Есть ещё немного проводов, да датчиков.
Блок конденсаторов ставится вместо штатного свинцово-кислотного аккумулятора. Так что весь набор увеличивает массу автомобиля совсем немного.
Вес комплекта — около 32 килограммов. Вычтите из этого штатные аккумулятор и генератор, которые выброшены.
Работает Electrocharger так. Пока автомобиль движется равномерно, «железяка» на ДВС исполняет роль обычного генератора и поставляет электричество в сеть автомобиля, заодно заряжая конденсаторы.
При плавном торможении, пока водитель не разрывает связь колёс и двигателя (а в США почти все ездят на коробках-автоматах, так что это — естественное состояние трансмиссии), происходит рекуперация — генератор направляет в конденсаторы часть кинетической энергии машины.
При разгоне генератор превращается в электродвигатель, помогающий ДВС. Прибавка мощности составляет 15 лошадиных сил, которые, заметим, берутся не из топлива, а из конденсаторов, заряженных ранее.
Поскольку та зарядка происходит либо на частичных нагрузках ДВС (когда удельный расход топлива невелик), либо и вовсе — из даровой энергии, забираемой при торможении, отсюда появляется и экономия топлива, особенно заметная в «рваном» городском ритме.
Интересно, что только на одних конденсаторах уехать нельзя — такого режима не предусмотрено, система лишь помогает двигателю внутреннего сгорания.
В этом отличие данного устройства от настоящих гибридов, предполагающих не только смешанный режим движения (бензобак и накопленная электроэнергия), но и поездку только на аккумуляторах.
Зато и стоит предложенная американскими инженерами переделка машины сравнительно недорого.
Интересно, что в комплект входит зарядное устройство, позволяющее «наполнить» конденсаторы и в гараже — от бытовой сети. Что тоже способствует экономии топлива.
Установка комплекта не только улучшает разгонную динамику, но и повышает максимальную скорость. Во всяком случае, на время.
Если давить педаль газа в пол без перерыва, электромотор будет добавлять свои 15 «лошадок» к ДВС в течение 2 минут — пока не разрядятся полностью конденсаторы.
Плавное торможение будет «приводить конденсаторы в чувство», а при спокойном равномерном движении их полный заряд восстановится за 8 минут.
Как уверяет фирма, установка комплекта на новую машину не лишит владельца обычной гарантии производителя автомобиля.
И это очень привлекательно. Ведь проведя несложную операцию по «пересадке» аппарата, можно будет уже хвастаться перед друзьями: «Я от времени не отстаю, езжу на гибриде».
Профессор Чарльз Перри из Американского университета штата Теннеси представил своё изобретение, с помощью которого обычный автомобиль можно превратить в гибридный.
Чарльз Перри разработал специальный пакет решений по превращению переднеприводного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль, работающий с помощью силовой электроустановки. Способ превращения обычного авто в гибрид прост: Перри предлагает установить по одному двигателю постоянного тока на каждое заднее колесо машины, что сделает транспортное средство настоящим полноприводным автомобилем. При этом конструкция задней оси никак не меняется — стартер и магниты не монтируются внутрь колёс, а располагаются на дисках.
Помимо двух электромоторов система включает в себя блок управления и литиево-ионную аккумуляторную батарею — всё это помещается в багажнике. Такая система гибридизации работает независимо от остальных систем автомобиля. Электромоторы начинают работать при старте и отключаются в момент торможения или при превышении скорости в 70 км/ч. Установка Перри позволит сократить потребление топлива на 50%, а значит, выброс углерода в атмосферу от такого автомобиля будет меньше.
Примерная стоимость модернизации от Перри — $3000.
Транспорт гибридного типа выпускается множеством мировых производителей. Авто с ДВС и электрическим мотором – экологичны, обеспечивают экономию топлива. Однако, их стоимость превышает бензиновые или газовые аналоги на 10-15 тыс. долларов. Оправданы ли такие затраты? Современные умельцы доказали, что можно переоборудовать обычную машину в гибридный автомобиль можно и своими руками – достаточно доукомплектовать его электродвигателем.
Состав гибридного силового агрегата
Гибридный мотор представляет собой установку, в которой совместно работают топливный (дизельный, газовый, бензиновый) и электрический двигатель. Они функционируют одновременно с распределением силовой нагрузки или осуществляют два независимых цикла.
Интересно знать! В черте города задействует электрическая силовая установка, при выезде на трассу – стандартный ДВС.
Силовой агрегат нового поколения схематически состоит из следующих компонентов:
- электрического мотора;
- двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Аткинсона;
- аккумуляторного блока – литий-ионного или никель-металлгидридного;
- управляющей системы;
- генератора с высокой степенью энергоэффективности;
- модифицированной трансмиссии.
Производители гибридных машин акцентируют на использовании высококачественных конструктивных элементов, усилении трансмиссии, стоек сзади и спереди. Весь механизм находиться под контролем электронной системы, выполняющей слежение за авто во время движения и адаптацией всех элементов во время работы.
Принцип работы гибридного автомобиля
Рассматривать принцип работы автомобиля с гибридным двигателем целесообразно на примере выпущенной в 2004 г модели Lexus RX400h. Авто 2-й генерации признано пригодным для эксплуатации на городских дорогах. Схема взаимодействия узлов силового агрегата авто выглядит следующим образом:
- Автомобиль начинает трогается на малых оборотах с помощью электромотора.
- При достижении определенной скорости, на блок управления поступает информация о повышении напряжения в генераторе.
- Система распределяет крутящий момент между электрическим и бензиновым двигателем.
- При снижении скорости топливный мотор выключается, и вся работа выполняется электродвигателем.
- Когда водитель давит на педаль газа, система снова запускается – уже два силовых агрегата отвечают за разгон.
Работа гибридного силового агрегата в разных режимах движения
Во время движения оба мотора работают одновременно. При передвижении по трассе в момент нажатия педали акселератора активен ДВС, но, когда водитель убирает ногу, электродвигатели вырабатывают энергию для АКБ. Емкость источника питания пополняется в момент нажатия на тормоз. Резкий разгон позволяет электромотору быстрее включаться в работу и накапливать мощность.
Во время торможения скопившаяся кинетическая энергия используется для подзарядки аккумулятора. Система данного типа эффективна в городских условиях, где постоянно приходиться разгоняться и притормаживать, но водители отмечают, что ДВС не всегда включается при подъеме.
Важно! Электрические двигатели функционируют в качестве генераторов, т.к. стандартного стартера и генератора в Lexus RX400h нет.
Смета для гибридного автомобиля своими руками
Двигатели смешанного типа – высокотехнологичный механизм, подразумевающий наличие механических элементов под управлением электронной системы. Установить гибридный двигатель на автомобиль своими руками – заманчивая идея, требующая квалифицированного подхода.
Затраты на комплектующие
В обычных условиях создать силовой агрегат самостоятельно сложно. Альтернативный вариант не требует кардинальных изменений в конструкции автомобиля, а дополняет ее, имитируя подобие гибридного двигателя.
Для самостоятельной модернизации машины необходимы:
- кузов на мостах – 66 тыс. 317,5 руб.;
- салон: передние и задние сидения – 26 тыс. 527 руб.;
- силовой агрегат. К примеру, можно взять б/у двигатель с мощностью 3,4 кВт и 1400 об/мин стоимостью 43 тыс. 106 руб.;
- АКБ. Идеальным вариантом считается тяговый аккумулятор для погрузчика – 4 тыс. руб.;
- блок управления мотором – 26 тыс. 527 руб.;
- фланец соединения трансмиссии и двигателя – 4 тыс. 642 руб.
Расходы только на комплектующие составят 118 тыс. 118 руб., но прибавьте к этому услуги электрика, сварщика, инженера, и стоимость переоборудования авто составит около 3 тыс. долларов или 198 тыс. 952,5 руб.
Заднеприводный гибридный электромобиль своими руками
Собрать заднеприводный гибрид также не составит труда. Достаточно поставить электрический мотор на карданный вал под днищем машины. В салоне размещается бортовой компьютер, связанный с системой в подкапотном механизме. Транспорт также дооборудуется контроллером, аккумулятором, разъемами и проводами.
Важно! Электрический двигатель приваривается на рельсы авто для обеспечения жесткого крепления. Мотор устанавливается под необходимым углом наклона.
Система работает просто: авто сначала трогается на электротяге и движется за счет аккумулятора, набирая скорость до 70 км/час. После достижения скоростной точки, блок автоматически переключает на запуск ДВС. Вся система работает автоматически под контролем блока управления, поэтому водителю не нужно задумываться о переключении режимов.
Экомобиль – шаг к будущему или бессмысленные вложения?
Учитывая, что недорогой Приус с гибридным мотором стоит около 18 тыс. евро, модернизация собственного авто – разумная идея. Конструкция своими руками в сравнении с лицензионными серийными авто примитивнее, но также экологична и уменьшает затраты на топливо.
Если у вас есть время, финансы и навыки работы, то можно задуматься о «прокачке» стандартной машины.