हायब्रिड इंजिन कसे कार्य करते, किफायतशीर मोटरचे फायदे आणि तोटे
सामग्री
हायब्रीड वाहनांचा उदय हा हायड्रोकार्बन इंधनावरील अंतर्गत ज्वलन इंजिन (ICE) पासून क्लिनर पॉवर प्लांट्समध्ये संक्रमण करण्यासाठी ऑटोमेकर्ससाठी सक्तीचा उपाय बनला आहे. तंत्रज्ञानाने अद्याप स्वायत्त वाहतुकीच्या विकासासाठी सैद्धांतिकदृष्ट्या संभाव्य दिशानिर्देशांच्या मोठ्या सूचीमधून पूर्ण इलेक्ट्रिक कार, इंधन सेल कार किंवा इतर कोणतीही तयार करण्याची परवानगी दिलेली नाही आणि गरज आधीच परिपक्व झाली आहे.
सरकारांनी पर्यावरणीय आवश्यकतांसह ऑटो उद्योगावर जोरदार ताबा मिळवण्यास सुरुवात केली आणि ग्राहकांना एक गुणात्मक पाऊल पुढे पहायचे होते, आणि तेल शुद्धीकरण उत्पादनांपैकी एकावर शतकाहून अधिक काळ ओळखल्या जाणार्‍या मोटरमध्ये आणखी एक सूक्ष्म सुधारणा पाहू इच्छित होते.
कोणत्या कारला "हायब्रीड" म्हणतात
इंटरमीडिएट स्टेजचे पॉवर युनिट अंतर्गत ज्वलन इंजिन आणि एक किंवा अधिक इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या आधीच सिद्ध केलेल्या डिझाइनचे संयोजन बनू लागले.
ट्रॅक्शन युनिटचा इलेक्ट्रिकल भाग गॅस इंजिन किंवा डिझेल इंजिन, बॅटरी आणि रिकव्हरी सिस्टमशी यांत्रिकपणे जोडलेल्या जनरेटरद्वारे चालविला जातो जो वाहनाच्या ब्रेकिंग दरम्यान सोडलेली ऊर्जा ड्राइव्हला परत करतो.
कल्पनेच्या व्यावहारिक अंमलबजावणीसाठी सर्व असंख्य योजनांना संकर म्हणतात.
काहीवेळा उत्पादक हायब्रीड सिस्टीम कॉल करून ग्राहकांची दिशाभूल करतात जिथे इलेक्ट्रिक ड्राइव्हचा वापर फक्त स्टार्ट-स्टॉप मोडमध्ये मुख्य मोटर सुरू करण्यासाठी केला जातो.
इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि चाकांमध्ये कोणतेही कनेक्शन नसल्यामुळे आणि इलेक्ट्रिक ट्रॅक्शनवर वाहन चालविण्याची शक्यता असल्याने, अशा कारचे श्रेय संकरित कारला देणे चुकीचे आहे.
हायब्रिड इंजिनच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत
सर्व प्रकारच्या डिझाइनसह, अशा मशीनमध्ये सामान्य वैशिष्ट्ये आहेत. परंतु तांत्रिक दृष्टिकोनातून फरक इतका मोठा आहे की खरं तर त्या वेगवेगळ्या कार आहेत ज्यांचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत.
डिव्हाइस
प्रत्येक संकरीत हे समाविष्ट आहे:
- अंतर्गत ज्वलन इंजिन त्याच्या ट्रांसमिशनसह, ऑन-बोर्ड लो-व्होल्टेज वीज पुरवठा नेटवर्क आणि इंधन टाकी;
- ट्रॅक्शन मोटर्स;
- स्टोरेज बॅटरी, बहुतेकदा उच्च-व्होल्टेज, ज्यामध्ये मालिका आणि समांतर जोडलेल्या बॅटरी असतात;
- उच्च-व्होल्टेज स्विचिंगसह पॉवर वायरिंग;
- इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल युनिट्स आणि ऑन-बोर्ड संगणक.
एकात्मिक यांत्रिक आणि इलेक्ट्रिक ट्रान्समिशनच्या ऑपरेशनच्या सर्व पद्धतींची खात्री करणे सहसा स्वयंचलितपणे होते, फक्त सामान्य रहदारी नियंत्रण ड्रायव्हरला सोपवले जाते.
कामाच्या योजना
इलेक्ट्रिकल आणि मेकॅनिकल घटकांना एकमेकांशी वेगवेगळ्या प्रकारे जोडणे शक्य आहे; कालांतराने, सुस्थापित विशिष्ट, अनेकदा वापरल्या जाणार्‍या योजना उभ्या राहिल्या आहेत.
एकूण उर्जा शिल्लक मध्ये विद्युत कर्षणाच्या विशिष्ट वाटा नुसार ड्राइव्हच्या नंतरच्या वर्गीकरणावर हे लागू होत नाही.
सुसंगत
अगदी पहिली योजना, सर्वात तार्किक, परंतु आता कारमध्ये कमी वापरली जाते.
जड उपकरणांमध्ये काम करणे हे त्याचे मुख्य कार्य होते, जेथे कॉम्पॅक्ट इलेक्ट्रिकल घटकांनी मोठ्या यांत्रिक ट्रांसमिशनची यशस्वीरित्या जागा घेतली आहे, ज्याचे नियंत्रण करणे देखील खूप कठीण आहे. इंजिन, सामान्यत: डिझेल इंजिन, केवळ इलेक्ट्रिक जनरेटरवर लोड केले जाते आणि ते थेट चाकांशी जोडलेले नसते.
जनरेटरद्वारे निर्माण होणारा विद्युतप्रवाह ट्रॅक्शन बॅटरी चार्ज करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो आणि जिथे तो प्रदान केला जात नाही, तो थेट इलेक्ट्रिक मोटर्सवर पाठविला जातो.
तथाकथित मोटर-व्हील्सच्या तत्त्वानुसार कारच्या प्रत्येक चाकावर स्थापनेपर्यंत त्यापैकी एक किंवा अधिक असू शकतात. थ्रस्टचे प्रमाण पॉवर इलेक्ट्रिक युनिटद्वारे नियंत्रित केले जाते आणि अंतर्गत ज्वलन इंजिन सतत सर्वात इष्टतम मोडमध्ये कार्य करू शकते.
समांतर
ही योजना आता सर्वात सामान्य आहे. त्यामध्ये, इलेक्ट्रिक मोटर आणि अंतर्गत ज्वलन इंजिन सामान्य ट्रान्समिशनसाठी कार्य करतात आणि इलेक्ट्रॉनिक्स प्रत्येक ड्राइव्हद्वारे उर्जेच्या वापराचे इष्टतम प्रमाण नियंत्रित करतात. दोन्ही इंजिन चाकांना जोडलेले आहेत.
पुनर्प्राप्ती मोड समर्थित आहे, जेव्हा, ब्रेकिंग दरम्यान, इलेक्ट्रिक मोटर जनरेटरमध्ये बदलते आणि स्टोरेज बॅटरी रिचार्ज करते. काही काळासाठी, कार फक्त त्याच्या चार्जवर फिरू शकते, मुख्य अंतर्गत दहन इंजिन मफल केलेले आहे.
काही प्रकरणांमध्ये, घरगुती एसी नेटवर्क किंवा विशेष चार्जिंग स्टेशनवरून बाह्य चार्जिंगच्या शक्यतेसह सुसज्ज, लक्षणीय क्षमतेची बॅटरी वापरली जाते.
सर्वसाधारणपणे, येथे बॅटरीची भूमिका लहान आहे. परंतु त्यांचे स्विचिंग सरलीकृत आहे, येथे धोकादायक उच्च व्होल्टेज सर्किट्सची आवश्यकता नाही आणि बॅटरीचे वस्तुमान इलेक्ट्रिक वाहनांपेक्षा खूपच कमी आहे.
मिश्र
इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह तंत्रज्ञान आणि स्टोरेज क्षमतेच्या विकासाच्या परिणामी, आकर्षक प्रयत्न तयार करण्यात इलेक्ट्रिक मोटर्सची भूमिका वाढली आहे, ज्यामुळे सर्वात प्रगत मालिका-समांतर प्रणालींचा उदय झाला आहे.
येथे, स्थिरतेपासून प्रारंभ करणे आणि कमी वेगाने फिरणे इलेक्ट्रिक ट्रॅक्शनवर चालते आणि जेव्हा उच्च आउटपुट आवश्यक असते आणि जेव्हा बॅटरी संपतात तेव्हाच अंतर्गत ज्वलन इंजिन कनेक्ट केले जाते.
दोन्ही मोटर्स ड्राइव्ह मोडमध्ये ऑपरेट करू शकतात आणि एक सुविचारित इलेक्ट्रॉनिक युनिट ऊर्जा प्रवाह कुठे आणि कसा निर्देशित करायचा हे निवडते. ड्रायव्हर ग्राफिक माहिती प्रदर्शनावर याचे अनुसरण करू शकतो.
एक अतिरिक्त जनरेटर वापरला जातो, जसे की मालिका सर्किटमध्ये, जो इलेक्ट्रिक मोटर्सना ऊर्जा पुरवू शकतो किंवा बॅटरी चार्ज करू शकतो. ट्रॅक्शन मोटरच्या रिव्हर्सद्वारे ब्रेकिंग एनर्जी पुनर्प्राप्त केली जाते.
अशा प्रकारे अनेक आधुनिक संकरांची व्यवस्था केली गेली आहे, विशेषतः सर्वात प्रथम आणि सुप्रसिद्ध - टोयोटा प्रियस
टोयोटा प्रियसच्या उदाहरणावर हायब्रिड इंजिन कसे कार्य करते
ही कार आता तिसर्‍या पिढीत आहे आणि विशिष्ट प्रमाणात परिपूर्णतेपर्यंत पोहोचली आहे, जरी प्रतिस्पर्धी हायब्रीड्स डिझाइनची जटिलता आणि कार्यक्षमता वाढवत आहेत.
येथे ड्राइव्हचा आधार सिनर्जीचा सिद्धांत आहे, त्यानुसार अंतर्गत ज्वलन इंजिन आणि इलेक्ट्रिक मोटर चाकांवर टॉर्क तयार करण्यासाठी कोणत्याही संयोजनात भाग घेऊ शकतात. त्यांच्या कार्याची समांतरता ग्रहांच्या प्रकाराची एक जटिल यंत्रणा प्रदान करते, जिथे उर्जा प्रवाह मिसळले जातात आणि भिन्नतेद्वारे ड्राइव्ह व्हीलमध्ये प्रसारित केले जातात.
प्रारंभ करणे आणि प्रवेग सुरू करणे इलेक्ट्रिक मोटरद्वारे केले जाते. जर इलेक्ट्रॉनिक्सने निर्धारित केले की त्याची क्षमता पुरेशी नाही, तर अॅटकिन्सन सायकलवर चालणारे एक आर्थिक गॅसोलीन इंजिन जोडलेले आहे.
ओटो मोटर्ससह पारंपारिक कारमध्ये, अशा थर्मल सायकलचा वापर क्षणिक परिस्थितीमुळे केला जाऊ शकत नाही. परंतु येथे ते इलेक्ट्रिक मोटरद्वारे प्रदान केले जातात.
निष्क्रिय मोड वगळण्यात आला आहे, जर टोयोटा प्रियसने आपोआप अंतर्गत ज्वलन इंजिन सुरू केले, तर प्रवेग वाढविण्यात मदत करण्यासाठी, बॅटरी चार्ज करण्यासाठी किंवा वातानुकूलन प्रदान करण्यासाठी त्वरित कार्य शोधले जाईल.
सतत लोड असणे आणि इष्टतम गतीने कार्य करणे, ते त्याच्या बाह्य गती वैशिष्ट्यांच्या सर्वात फायदेशीर बिंदूवर असल्याने गॅसोलीनचा वापर कमी करते.
पारंपारिक स्टार्टर नाही, कारण अशी मोटर केवळ लक्षणीय वेगाने फिरवून सुरू केली जाऊ शकते, जे उलट करता येण्याजोगे जनरेटर करते.
बॅटरीमध्ये भिन्न क्षमता आणि व्होल्टेज असतात, PHV च्या सर्वात जटिल रिचार्जेबल आवृत्तीमध्ये, 350 Ah वर 25 व्होल्टच्या इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी हे आधीच सामान्य आहेत.
हायब्रीड्सचे फायदे आणि तोटे
कोणत्याही तडजोडीप्रमाणे, हायब्रीड्स शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांपेक्षा आणि नेहमीच्या क्लासिक तेल-इंधन असलेल्या वाहनांपेक्षा निकृष्ट असतात.
परंतु त्याच वेळी ते मुख्य म्हणून काम करणार्‍या व्यक्तीसाठी अनेक गुणधर्मांमध्ये फायदा देतात:
- अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या हानिकारक उत्सर्जनाचा सामना करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या साधनांचे सरलीकरण;
- काही इंधन अर्थव्यवस्था साध्य करणे, तथापि स्पर्धा;
- शुद्ध इलेक्ट्रिक ट्रॅक्शनवर हालचालीची शक्यता जेथे अंतर्गत दहन इंजिनचा वापर प्रतिबंधित आहे;
- घोषित क्षमतेत अगदी सोपी वाढ;
- इलेक्ट्रिक कारच्या विपरीत, इलेक्ट्रिकल नेटवर्कपासून दूर उर्जेशिवाय राहणे अशक्य आहे.
सर्व तोटे तंत्रज्ञानाच्या गुंतागुंतीशी संबंधित आहेत:
- संकरीत काम करण्यासाठी विशेष प्रशिक्षित सक्षम कर्मचार्‍यांची गरज;
- वाहनाच्या वस्तुमानात वाढ, जे इंधन देखील वापरते;
- कारची उच्च किंमत;
- अंतर्गत ज्वलन इंजिन आणि त्याच्याशी जोडलेल्या सर्व गोष्टींच्या संरक्षणामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांचे नुकसान;
- अद्याप अपर्याप्तपणे विकसित तंत्रज्ञान आणि डिझाइनसाठी एकत्रित दृष्टिकोनाचा अभाव;
- बॅटरीचे उत्पादन आणि त्यांची विल्हेवाट लावण्यात खराब पर्यावरण मित्रत्व.
हे शक्य आहे की क्लासिक कार पूर्णपणे गायब झाल्यानंतर संकरित उत्पादन चालू राहील.
परंतु हे तेव्हाच घडेल जेव्हा एकच कॉम्पॅक्ट, किफायतशीर आणि सु-नियंत्रित हायड्रोकार्बन इंधन इंजिन तयार केले जाईल, जे भविष्यातील इलेक्ट्रिक कारमध्ये एक चांगली भर असेल आणि तिची अजूनही अपुरी स्वायत्तता लक्षणीयरीत्या वाढवेल.
