سایت جامع خودرو در ایران


» صنعت خودرو سازی ماشین 98 » صفحه 3

کانال تلگرام ما ما را از طریق کانال دنبال کنید.
امام حسین (ع) : بخشنده ترین مردم کسی است که در هنگام قدرت می بخشد.
سه شنبه ۲۶ دی ۱۳۹۶


به گزارش پایگاه خبری «عصرخودرو»، در این شماره از پیوست «‌خودرو‌های پاک‌» قصد داریم شما را با متداول‌ترین سیستم‌های ‌هیبرید موجود، یعنی موازی، سری و سری – موازی آشنا کنیم.

سیستم ‌هیبرید موازی 
همانطور که از نام این سیستم مشخص است، پیشرانه الکتریکی و پیشرانه درون‌سوز هم‌محور هستند، به این آرش( arash) که هر دو پیشرانه به محور چرخ‌های خودرو متصل بوده و به چهره همزمان، نیروی حرکتی لازم را تأمین می‌‌کنند.وظیفه هماهنگ‌کردن این دو پیشرانه، برعهده سیستم انتقال قوت خودرو و یک سیستم کامپیوتری است. در این سیستم، پیشرانه الکتریکی، ۳‌ وظیفه تأمین نیروی لازم برای به جنبش درآوردن چرخ‌ها، ایفای نقش دینام و در پایان، استارت خودرو را بر دوش دارد. در خودروهای دارای سیستم‌ هیبرید موازی، هنگام توقف پشت چراغ قرمز و یا در شدامد‌های سنگین، پیشرانه درون‌‌‌سوز برای کاهش مصرف سوخت، به چهره خودکار خاموش می‌‌شود و برای آغاز از نو جنبش، پیشرانه الکتریکی با نیروی دریافت شده از سوی باتری‌ها، پیشرانه درون‌سوز را روشن کرده و در پیوستگی این پیشرانه درون‌سوز است که خودرو را به جنبش درمی‌آورد.
هنگامی که به قوت و گشتاور بیشتری نیاز است، مانند مواقع شتابگیری یا جنبش در سربالایی، پیشرانه الکتریکی نیز وارد مدار شده و به پیشرانه درون‌سوز کمک می‌کند‌. البته تجربه‌های عملی نشان داده باتری‌های این سیستم زود‌تر از آنچه که باید خالی شده و در یک گذرگاه کوهستانی نمی‌توان‌ روی آنها حساب چندانی باز کرد‌. در زمان جنبش خودرو با سرعت یکنواخت (‌به اصطلاح در شرایط آسایش‌)، پیشرانه الکتریکی در نقش ژنراتور نما شده و توانا است با به کارگیری نیروی دریافتی از پیشرانه درون‌سوز، باتری‌ها را نیز شارژ کند‌. وظیفه تشخیص زمان درگیر‌شدن پیشرانه الکتریکی در این فرآیند، بر دوش یک سیستم کامپیوتری است‌. روش دیگر شارژ‌شدن باتری‌ها، از راه ترمز‌کردن است بدین چهره که در فرآیند ترمز‌کردن خودرو‌های غیر‌هیبرید، انرژی جنبشی خودرو، به چهره انرژی گرمایی از راه لنت‌ها و دیسک‌های ترمز دفع شده و هدر می‌‌رود ولی در خودروهای‌ هیبرید، با پروا به اینکه پیشرانه الکتریکی به محور چرخ‌ها متصل است، در فرآیند ترمزگیری، جریان الکتریسیته از پیشرانه الکتریکی قطع شده برآیند اینکه، این پیشرانه در نقش یک ژنراتور نما شده و چرخش چرخ‌ها را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌‌کند و به باتری‌ها می‌فرستد. هرچند انرژی فرآوری شده در این روش، چندان قابل پروا نیست ولی از یک سو از برباد دان دم جلوگیری شده و از سوی دیگر با این کار قوت ترمزگیری خودرو افزایش پیدا می‌کند.
در خودروهایی که از سیستم‌ هیبرید موازی بهره می‌‌برند، امکان به کارگیری باتری‌های کوچک‌تر هستی دارد زیرا نیاز به توان الکتریکی در آنها کمتر بوده و در بیشتر مواقع، پیشرانه درون‌سوز وظیفه به جنبش درآوردن خودرو را بر دوش دارد ولی اگر بخواهیم به معایب این دسته از خودرو‌ها نیز نگاهی داشته باشیم، می‌‌توانیم بگوییم هر چند کارایی این سیستم در زمینه مصرف سوخت از خودروهای عادی بهتر است ولی با پروا به آنکه خودرو در زمان آغاز جنبش متکی به پیشرانه درون‌سوز خود است، کاهش مصرف سوخت در این دسته از خودرو‌ها، با به دیده داشتن توانایی‌های حرکتی نسبت به خودرو‌های عادی، چندان چشمگیر نیست‌. افزون بر آن، پیشرانه درون‌سوز این خودروها برای کاهش مصرف سوخت، معمولا از گونه ها کم‌حجم گزینش می‌‌شود و دشوار بنیادی این خودرو‌ها این است که علی‌رغم هستی ۲ پیشرانه مجزا، قوت چندان بالایی نداشته و بیشتر پسندیده یک رانندگی آرام هستند‌. این مسئله هنگامی حادتر می‌‌شود که با کاهش گنجایش باتری‌ها، پیشرانه الکتریکی عملا از مدار بیرون شده و خودرو بایستی تنها به پیشرانه درون‌‌سوز خود متکی باشد‌. honda اینسایت یکی از سرشناس‌ترین خودرو‌‌هایی است که از سیستم ‌هیبرید موازی بهره می‌برد‌.

honda اینسایت، یکی از سرشناس ترین خودرو‌هایی است که از سیستم‌ هیبرید موازی بهره می‌گیرد .

سیستم ‌هیبرید سری  
ایده ساخت سیستم ‌هیبرید سری از آنجا شکل گرفت که پیشرانه‌های الکتریکی با پروا به مزایای بسیار از دسته عدم آلایندگی، بی‌صدا بودن، گشتاور بالا، وزن پایین و… گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربرد در خودرو‌ها به نظر می‌رسیدند ولی در برابر، تأمین برق برای این پیشرانه‌ها کاستی بزرگی بوده و نیاز به گردآور‌ای سنگین و گران از باتری‌ها دارد‌. از سوی دیگر، پیشرانه‌های درون‌سوز برای رسیدن به بهترین کارآیی باید در دور پیشرانه مشخصی کار کنند ولی در یک رانندگی عادی نمی‌توان همیشه پیشرانه درون‌سوز را در دور پیشرانه مشخصی نگه داشت؛ بدین سان سازندگان وسایل نقلیه به اندیشه ترکیب این دو گونه پیشرانه افتادند.
در این خودروها، پیشرانه درون‌سوز از راه یک ژنراتور، برق لازم برای پیشرانه الکتریکی را تأمین کرده و بدین ترتیب می‌توان از مزایای هر دو پیشرانه بهره برد. بد نیست بدانید که فردیناند porsche هم از چنین ترکیبی در سال‌های اولیه سده بیستم برای ساخت یک خودروی پیکار‌ای بهره برده بود‌. در خودروهای ‌هیبرید سری برخلاف سیستم موازی، این پیشرانه الکتریکی است که وظیفه به جنبش درآوردن خودرو را بر دوش دارد. همان گونه که پیش از این گفتیم این پیشرانه‌ها در سنجش با پیشرانه‌های درون‌سوز، می‌‌توانند گشتاور بالایی را در دورهای گوناگون پیشرانه ارائه کنند‌. افزون بر آن، عدم نیاز به سیستم جایگزینی دنده هم برتری مهمی است که مایه کاهش وزن و البته پیچیدگی خودرو شده و شتابگیری پیوسته‌ای را نیز برای خودرو به ارمغان می‌آورد‌. در خودرو‌‌های عادی، در هنگام رانندگی شهری، پیشرانه درون‌سوز ناچار است به طور پیوسته با تغییر در دور پیشرانه، خود را سازگار کند که در پایان حاصلی جز افزایش مصرف سوخت ندارد ولی در‌ هیبریدهای سری با پروا به اینکه پیشرانه درون‌سوز هیچ گونه بستگی مستقیمی با چرخ‌ها ندارد، دور این پیشرانه نیز مستقل از چرخ‌ها تعیین شده و این مسئله به سازندگان این خودروها پروانه می‌دهد تا با مدیریت دور پیشرانه درون‌سوز، بیشینه کارایی را از دم حاصل کنند‌. پیشرانه الکتریکی این خودروها به طور معمول نیروی برق لازم برای کار را از باتری می‌گیرد. بررسی‌ها نشان داده است در رانندگی‌های معمول روزانه، شارژ کامل باتری‌ها، به خوبی جوابگوی نیاز یک روز رانندگی است و از این روی شدنی است به هیچگونه نیازی به پیشرانه درون‌سوز هستی نداشته باشد ولی هنگامی که شارژ باتری‌ها رو به سپریدن باشد، پیشرانه درون‌سوز آغاز به چرخاندن ژنراتور کرده و از این روش شارژ باتری‌ها را تأمین می‌کند‌. ضمن اینکه باتری‌ها از راه برق شهری نیز قابل شارژ بوده و مانند همه گونه ها خودروهای‌ هیبرید، سیستم بازیابی انرژی ترمزها نیز در این خودروها نصب شده است. در زمان شتابگیری و جنبش با سرعت بالا، مصرف برق خودرو افزایش پیدا کرده و بدین سان شارژ باتری‌ها زودتر به پایان می‌رسد‌. از این روی، در این شرایط پیش از به پایان رسیدن شارژ باتری‌ها، پیشرانه درون‌سوز پرکار شده و برق باره نیاز خودرو را در گزین کردن پیشرانه الکتریکی پیمان می‌دهد افزون بر آنکه بخشی از برق فرآوری شده نیز به باتری‌ها می‌رسد.یک رایانه پیچیده وظیفه بررسی شرایط کارکرد خودرو و تعیین دور پیشرانه بنزینی و زمان آغاز به کار دم را بر دوش دارد. در این خودروها، نیروی باره نیاز برای به جنبش در آوردن خودرو به طور کامل از پیشرانه الکتریکی تامین می‌شود و از این روی پیشرانه الکتریکی نصب شده در این خودروها باید نیرومند‌تر از ‌هیبریدهای موازی باشد افزون بر آنکه باتری‌های پر‌قوت‌تر و گران‌تری نیز باره نیاز است، ولی با این هستی، کارایی این خودروها به‌مراتب بالاتر بوده و از این روش بها بالای خود را توجیه می‌کنند‌. chevrolet ولت یکی از سرشناس‌ترین خودرو‌هایی است که از سیستم ‌هیبرید سری کاربرد می‌‌کند‌.

chevrolet ولت بی گمان شناخته شده ترین خودرویی است که از سیستم‌ هیبرید سری نیرو می‌گیرد .

سیستم ‌هیبرید سری – موازی  
خصوصیات متفاوت پیشرانه‌های درون‌سوز و الکتریکی مایه به‌هستی آمدن ایده ساخت خودرو‌ هیبرید با بهره‌گیری از هر دو سیستم سری و موازی شد. پیشرانه‌های درون‌سوز در دورهای پایین قوت و گشتاور کمی دارند و این سستی مایه می‌شود که خودرو برای آغاز جنبش، با مشکلاتی روبرو باشد‌. برای رفع این دشوار، بایستی از پیشرانه‌های بزرگ‌تر کاربرد کرد که در دورهای پایین قوت بالاتری را ارائه می‌دهند.
ولی مسئله اینجاست که در زمان جنبش با سرعت ثابت، تنها بخش کوچکی از قوت پیشرانه باره نیاز بوده و در این شرایط، عملا بخشی از قوت پیشرانه بدون کاربرد هدر می‌رود‌. از سوی دیگر، پیشرانه‌های درون‌سوز، تنها در بازه‌ای مشخص از دور پیشرانه، قوت و گشتاور بهینه خود را ارائه کرده و پس از دم، گواه افت قوت و گشتاور هستیم‌. بنابراین، در این پیشرانه‌ها برای رسیدن به بیشینه کارایی باید همواره دور پیشرانه را در محدوده مشخصی نگه داشت که در کنش در یک رانندگی شهری ناممکن است‌. ولی پیشرانه‌های الکتریکی از نظر فرآوری گشتاور در نقطه روبرو پیشرانه‌های درون‌سوز هستند‌. این پیشرانه‌ها، بیشینه گشتاور خود را از آغاز جنبش عرضه کرده و این روند را تا دورهای پایانی پیوستگی می‌دهند‌. بنابراین، تغییر دور، تأثیر چندانی در روند کاری آنها ندارد‌. ولی این پیشرانه‌ها نیز مشکلاتی دارند که کمبود قوت یکی از این دشواری ها است‌. دشوار بزر‌گ‌تر، تأمین انرژی الکتریکی است زیرا هنوز جایگاه‌های شارژ آنچنان فراگیر نشده‌اند. همچنین باتری‌های به‌کار رفته در خودرو‌‌های تمام الکتریکی نیز بزرگ، سنگین و نسبتا گران هستند.ساختار خودروهای ‌هیبرید سری- موازی دربرگیرنده پیشرانه درون‌سوز، ژنراتور، پیشرانه الکتریکی، باتری و بخش مهار نیروی الکتریکی است‌. تفاوت بنیادی این سیستم با ‌هیبرید‌های سری و‌ هیبرید‌های موازی بخشی به نام Power split device ‌یا بخش نیرو است‌.وظیفه بخش یادشده، تعیین روش عملکرد گردآور پیشرانه خودرو به چهره سری یا موازی است‌. بخش بخش نیرو می‌تواند نیروی پیشرانه را میان چرخ‌ها و ژنراتور بخش کرده و برحسب شرایط، نیرو را به یکی و یا هر دو آنها برساند. در زمان آغاز جنبش و چنانچه شتاب زیادی نیاز نباشد، پیشرانه درون‌سوز خاموش بوده و خودرو نیروی لازم برای آغاز جنبش را از پیشرانه الکتریکی می‌گیرد‌. اگر خودرو نیاز به شتابگیری داشته باشد‌، پیشرانه درون‌سوز نیز به کمک پیشرانه الکتریکی شتافته و قوت دم از راه بخش بخش نیرو، میان ژنراتور و چرخ‌ها بخش می‌شود‌. در این حالت بخشی از قوت پیشرانه صرف به جنبش در آوردن چرخ‌ها شده و بخشی دیگر ژنراتور را به کار می‌اندازد تا برق لازم برای به جنبش در آوردن پیشرانه الکتریکی را تأمین کند ولی بخشی دیگر از برق باره نیاز پیشرانه الکتریکی همچنان از باتری‌ها تامین می‌شود‌. در زمان جنبش با سرعت ثابت معمولا نیازی به پیشرانه درون‌سوز نیست و تنها پیشرانه الکتریکی می‌تواند نیروی لازم برای جنبش خودرو را تأمین کند‌.در این شرایط، پیشرانه درون‌سوز روشن است ولی بخش بخش‌کننده نیرو، نیروی دم را به سمت ژنراتور فرستاده تا صرف فرآوری برق باره نیاز پیشرانه الکتریکی شود. در این چگونگی، پیشرانه درون‌سوز با بیشینه کارایی و در دور پیشرانه ایده‌آل کار کرده و دگرگونی ها در سرعت خودرو، تأثیری بر کارایی بهینه دم ندارد.
چنانچه سرعت خودرو افزایش پیدا کند، دیگر قوت پیشرانه الکتریکی جوابگوی جنبش خودرو نیست و در این شرایط بخش بخش نیرو، بخشی از گشتاور پیشرانه درون‌سوز را نیز به چرخ‌ها می‌رساند‌. این دسته خودرو‌ها نیز مانند تمام گونه ها خودروهای‌ هیبرید، به سیستم بازیابی قوت انرژی ترمز‌ها مجهز بوده و در زمان ترمز‌گیری، یکتا بخش نیرو با پیوست چرخ‌ها به پیشرانه الکتریکی مایه فرآوری برق و اندوخته‌سازی دم در باتری‌ها می‌شود‌. toyota پریوس به سرنویس پر‌فروش‌ترین خودروی ‌هیبرید گیتی، سرشناس‌ترین خودرویی است که از سیستم ‌هیبرید سری- موازی بهره‌ می‌‌برد‌.

 

پرفروش ترین خودرو‌ هایبرید گیتی، یعنی toyota پریوس، از سیستم‌ هیبرید سری- موازی کاربرد می‌کند .

نویسنده: سجده کننده عباسی



لینک منبع



مطالب محبوب
اینستاگرام