Автомобильные трансмиссии, которые используют комбинацию двух источников, называют гибридными системами. В гибридной системе каждый источник энергии предназначен максимизировать ее преимущества, компенсируя недостатки друг друга.
Например, электричество, генерируемое двигателем, приводит в движение электромотор, и система может выбирать мощность автомобиля, как с двигателя, так и с электромотора, ориентируясь на скорость и условия вождения.
Существует два вида гибридных систем:
1) Последовательная гибридная система
В этом типе двигатель приводит в движение генератор, который вырабатывает электричество, которое питает электромотор, приводящий в движение колеса. Это называется последовательным гибридом, потому что мощность течет по прямой линии. Последовательная гибридная система управляет маленьким двигателем на его самой эффективной скорости, приводящей к превосходной экономии топлива и уменьшенным вредного выхлопа.
2) Параллельная гибридная система:
В этом типе и двигатель и электромотор приводят в движения колеса. Потому что мощность течет вдоль двух частей, эта система называется параллельной. системой. Эта система также позволяет двигателю перезаряжать батарею, во время снабжения мощностью автомобиля.
Цели THS(Toyota Hybrid System)
Целями THS являются достижения двойной экономии топлива, чем у транспортных средств, приведенных в движение обычными двигателями внутреннего сгорания, значительное уменьшение выбросов отработавших газов, и гарантия плавных, мощных технических характеристик.
1.Схема системы:
THS предлагает преимущества как параллельной так и последовательных систем.
Автомобиль приводится в движение и двигателем и электромотором, причем двигатель обеспечивает первичную мощность. Система делит мощность двигателей делителем мощности, использующим планетарную передачу для распределения мощности между ведущим валом и генератором. Часть электричества от генератора приводит в движение электромотор. Оставшаяся часть, после преобразования в DC инвертором, накапливается в батареи.
Трансмиссия THS, состоящая из таких компонентов как делитель мощности, электромотор, генератор и понижающих передач, достаточно компактна для легкового автомобиля.
Двигатель: высокоэффективный полуторалитровый бензиновый двигатель.
Трансмиссия THS: делитель мощности: распределяет мощность посредством системы планетарных передач.
Электромотор и генератор: типа постоянной магнитной синхронизации.
Батарея: гидрид никеля.
2. Высокие достижения в экономии топлива
(1)Высокоэффективный двигатель
Первичный источник энергии – недавно разработанный полуторалитровый двигатель с высоким коэффициентом расширения в цикле, базирующийся на цикле Аткинсона, за замечательные низкие потери нагнетания и трения.
(2)Улучшенный диапазон работы двигателя
Двигатель достигает своего лучшего топливного потребления в производственную единицу, работая в высоких диапазонах вращающего момента. Поэтому в зависимости от состояния система контролирует разделение мощности между двигателем и электромотором таким образом, что двигатель всегда работает в диапазоне максимального крутящегося момента. Двигатель также автоматически работает в пределах постоянного диапазона оборотов тем самым максимизируя топливную экономичность.
(3) Система отключения двигателя:
Когда транспортное средство остановилось или движется на маленькой скорости, двигатель автоматически выключается, для сохранения топлива уменьшения выхлопа.
(4) Регенерация и повторное использование энергии торможения:
Когда транспортное средство замедляется, двигатель служит генератором, преобразовывая кинетическую энергию в электрическую и посылает ее через инвертор для сохранения в батареи.
3. Достижение ровного ускорения и замедления:
Поскольку трансмиссия THS функционирует как электрически контролируемый вариатор и электрический мотор помогает двигателю, автомобиль с THS достигают ровного ускорения и замедления, ровной превосходной отдачи.
В частности, первоначальное ускорение дает преимущества характеристикам мотора – высокий крутящий момент на маленькой скорости. Для максимального ускорения когда дроссель полостью открыт, мощность и двигателя и электромотора приводит в движение автомобиль, с энергией от батареи, повышающую мощности двигателя на выходе.
(Рабочие режимы системы)
Запуск/легкая загрузка
Когда происходит запуск, движение на маленьких скоростях, спуск по небольшому наклону, или работа в других условиях, в которых двигатель не на пике активности, он выключается и электромотор приводит в движение автомобиль (А).
Нормальное движение
Делитель мощности распределяет мощность двигателя на два пути. Одна часть приводит в движения колеса (В)
Другая приводит в движение генератор, вырабатывающий электричество для электромотора, который обеспечивает дополнительную движущую силу колесам (С)
Система контролирует отношение мощности по каждому пути для максимальной эффективности.
Ускорение с полностью открытой дроссельной заслонкой
Во время такого ускорения, батарея так же снабжает энергией, повышая выходную мощность двигателя (А).
Замедление/торможение
Во время замедления и торможения, инерция колес поворачивает электромотор, который тогда работает как генератор. Восстановленное электричество сохраняется в батарее (А)
Перезарядка батареи:
Батарея отрегулирована для поддержания постоянной зарядки. Когда батарея разряжается, батарея направляет мощность для ее зарядки (D)
Остановка
Двигатель автоматически отключается, когда автомобиль остановился.
