Не пропусти
Главная 20 Как все устроено 20 Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения ХаповаВ ближайшее время гибридный привод можно будет выбрать в списке опций при покупке автомобиля точно так же, как, например, автоматическую коробку передач. Разработанная компанией Bosсh совместно с Siemens и Volkswagen технология компактной гибридной установки позволяет укомплектовать ей практически любой автомобиль, не взирая на его размеры, цену и характеристики.

Подобное стало возможным благодаря целой гамме гибридных «довесков» к обычным моторам, созданных в недрах Bosch, которая занимается гибридными технологиями уже более 30 лет. В 2004 г. внутри компании было создано новое подразделение – Проектный Центр гибридных систем. Направление поиска решений и принципиальная схема были выбраны несколько иные, чем у японских конкурентов из Toyota. Напомню, что пионер массовых гибридомобилей, Toyota / Lexus использует идеологию Sinergy, базирующуюся на создании по сути автомобиля вокруг гибридной силовой установки.

Таков был первенец – Toyota Prius, каждый элемент которого от мотора до кузова используется исключительно в гибридной версии. Похож по исполнению и последователь — Lexus RX 400h, использующий кузов обычного кроссовера, но начинку исключительно гибридного содержания. Технология эта сулит отличные показатели в области экономии топлива и позволяет инженерам «отвязаться» от привычных силовых схем, используя к примеру, вместо коробки передач уникальную управляемую мотор-генераторами двойную планетарку.

Главным, и я бы сказал решающим, минусом подобной схемы стала баснословная стоимость как разработок, так и производства всех гибридных компонентов, и автомобилей в целом. А кроме того, японская разработка сугубо индивидуальна, так сказать, для внутритойотовского использования. Недаром свое последнее детище, гибридный представительский седан Lexus LS600h японцы построили по принципиально другой архитектурной схеме, сохранив правда, уникальность «бескоробочной» силовой установки Sinergy drive.

Для того, чтобы понять разницу между японским и немецким подходами, придется немного углубиться в технические автомобильные дебри.

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

На схеме слева — гибридная технология Volkswagen Touareg, справа — Toyota Prius. Компактность и простота немецкого решения видна даже на картинке. Photo Khapov

Система Toyota Sinergy drive подразумевает совместную работу специального «удушенного» экологией и экономией бензинового мотора, работающего по циклу Аткинсона и электромотора–генератора. Вместо привычной коробки передач оба источника мощности в нем связаны с ведущими колесами через хитрый планетарный редуктор, который и занят переключением потоков мощности между мотором, электродвигателем, аккумулятором и колесами. Это ядро системы, и как раз оно вкупе с собственной системой управления являет собой уникальную разработку, трудноадаптируемую в произвольный автомобиль. Кроме того, у полноприводного RX 400h задние колеса вращает совершенно отдельный электромотор. Отсутствие механической связи передних и задних колес лишила кроссовер главного качества – его «всепогодности».

Совершенно по иному ставил перед собой задачу концерн Bosch. Его гибридный привод был обязан стать массовым, а значит – легкоадаптируемым к любому автомобилю, не зависимо от типа привода, количества ведущих колес и даже компоновки двигателя. Решение было найдено гениальное и по-немецки расчетливое. Первым делом немцы разбили все возможные проекты на три глобальные группы для трех функциональных классов: Micro Hybrid, Mild Hybrid и Strong Hybrid.

«Микрогибриды» предназначены исключительно для снижения расхода топлива и выбросов CO2 рядового автомобиля с минимумом переделок, и представляют собой совсем простой «довесок» в виде несложной Smart Electronic Start/Stop System (SES), в которой блок управления двигателем воздействует на модифицированный стартер. Её функция – глушить автомобиль при остановках или движении накатом, и мгновенно заводить при малейшей надобности. SES выпускается уже несколько лет, и встретить её можно на многих автомобилях под названием «Старт – Стоп». А первенцем в начале 80-х стал Volkswagen Golf в дизельной версии.

Второй проект микрогибридной части Bosch – Smart Power System (SPS) – предполагает использование генератора, работающего в режимах 14 В и 42 В для ряда энергопотребляющих устройств.

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

Под капотом обновленного в конце 2010 года Ford Mondeo скрывается набор из двух Бошевских гибридо-опций. Это генератор, увеличивающий нагрузку при торможении, и система старт — стоп. Таким образом, Mondeo оснащен самой простой системой Micro Hybrid в классическом виде. Photo Khapov

В зависимости от конструкции автомобиля генератор может преобразовывать часть энергии торможения в электричество, накапливающееся в батарее. Подобная система устанавливается, например, на новый Ford Mondeo. Обе эти системы позволяют сократить потребление топлива лишь на 5-6%, и не подразумевают полноценной электрической тяги автомобиля.

Начиная со средней категории Mild Hybrid появляется как раз то, что и позволяет разработке Bosh – Siemens быть имплантированной в любой автомобиль. Это электромотор – генератор, устанавливаемый между двигателем и коробкой передач. Там, где у машины с механикой «живет» сцепление, а у автомата – гидротрансформатор. Мотор – генератор категории Mild Hybrid обладает мощностью до 25 кВт. Помимо функции стартера и генератора, на него «завязана» система «старт-стоп». Гибрид среднего уровня обеспечивает улучшение динамики автомобиля благодаря совместной тяге двух моторов и рекуперацию энергии при торможении. Специалисты Siemens утверждают, что гибридная установка среднего уровня позволяет экономить до 18% топлива.

Третий и наиболее полный уровень гибридизации Strong Hybrid подразумевает такой-же блок мотор-генератора, но мощностью уже до 75 кВт, дополненный преобразователем и высоковольтной 100-килограммовой батареей большой ёмкости. Система использует возможность электродвигателя достигать полного крутящего момента сразу после пуска. Экономия топлива у Strong Hybrid может достигать 40%, но высоковольтный блок преобразователей требует дополнительного места, а кроме того, как и мотор-генератор, водяного охлаждения.

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

В микрогибридной системе Peugeot 3008 HYBrid 4 присутствует приводимый ремнем от дизельного мотора стартер-генератор (на фото он голубого цвета с толстыми белыми кабелями), дополнительный тяговый электромотор на задней оси и ходовые аккумуляторы в багажнике. Photo Khapov

Впрочем, возможность при параллельной схеме двух двигателей передвигаться, хотя и на короткие дистанции, исключительно на электричестве, то есть вообще без выбросов, перекрыла все проблемы создания подобного агрегата. Плюсами в подобной схеме служат использование стандартного двигателя внутреннего сгорания, трансмиссии и конструктивная простота электромеханической части. Помимо встроенных в силовую установку блоков, Bosch разработал и модуль тягового электродвигателя, устанавливаемый отдельно – на неведущей оси. Этот подвид использует микрогибридную технологию стартер-генератора, висящего на ДВС и дополнительную батарею в багажнике. Такая конструкция с одним электромотором расположена сзади у ожидающего дебюта

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

Портальный модуль ходовых электромоторов Porsche 911 представляет собой сборку из двух симметричных половинок. Каждая — для своего колеса и со своим редуктором. Дифференциал в такой схеме не нужен. Форма корпуса модуля с моторами ниже оси приводных валов позволяет имплантировать его в тесное межколесное пространство передней части спортивной «лягушки». Толстые оранжевые силовые кабели подают на моторы питание , а рукой держу как раз приводной вал с внутренним ШРУСом. Photo Khapov

весной 2011 года Peugeot 3008 hybrid 4, или спереди у гибридной Porsche 911 GT3 R — в виде портального модуля из электродвигателей — по одному на каждое переднее колесо.

Модульная схема именно этого набора, а также возможность приспосабливать приводы к геометрии подвесок и кузовов любых автомобилей сулят микрогибридным установкам стать самым массовым типом, среди всех бензо- и дизельэлектрических силовых установок.

Что представляет собой гибридный блок IMG, например, Porsche Cayenne? Это «шайба» толщиной в 15 и диаметром 30 см, в которой компактно разместились собственное сцепление с сервоприводом, электромотор-генератор, система охлаждения, постоянные магниты, катушки и датчики вращения.

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

Вот она — вершина технологического гения инженеров Bosch! Гибридный модуль IMG для Porsche Cayenne — всего лишь цилиндр толщиной 14.5 и диаметром 30 см. Его размер близок к габаритам обычного механического сцепления. Photo Khapov

Подобный элемент без особого труда можно имплантировать в любой силовой агрегат, снабдив его продвинутой системой управления оборотами – еще одной фишкой компании Bosch.

Благодаря многолетним разработкам в области аппаратуры впрыска, специалисты Bosch «научили» любой двигатель столь быстро и незаметно изменять обороты при процедурах подключения–отключения нагрузки, что водитель даже не замечает момента перехода от работы только на бензине в гибридный режим, и обратно. Говоря проще, блок управления определяет намерения водителя по силе нажатия на педаль газа и использует момент электромотора, ДВС или обоих двигателей в зависимости от ситуации, будь то обычное ускорение в городском потоке, быстрый разгон на свободной дороге, движение по магистрали на высокой скорости или неспешная езда. По усилию нажатия на педаль тормоза блок определяет крутящий момент торможения, который должен создать электрический двигатель.
Специалисты Bosch используют собственные технологии прямого впрыска Motronic, а также разработки из области систем «старт-стоп», помогающие быстро останавливать и запускать мотор в разных ситуациях без вибрации. Для этого электроника умеет оценивать даже положение поршней мотора в каждый момент!

Гибридные установки компании Bosch, параллельный гибрид, Персональный сайт Евгения Хапова

В багажнике гибридного Peugeot 3008 разместились высоковольтный инвертор (внизу), высоковольтная ходовая батарея средней емкости (вверху). А в нише заднего редуктора — приводной электромотор задних колес в светящемся сиреневом тумане — мечте стритрэйсера. Photo Khapov

Перечисленные системы уже не являются новинками и активно применяются на самых разнообразных автомобилях. Руководители же компании смотрят в будущее. Гибкость и быстродействие электромеханической части немецкого гибридного модуля позволяет не только адаптировать его под любой мотор, но даже нивелировать такие негативные процессы, как дрожание трехцилиндрового или плохосбалансированного двигателя, провалы тяги турбосистем и несовершенство работы коробок передач. Усилия специалистов Bosch сегодня направлены на удешевление гибридных компонентов и продвижение своих разработок в область непремиальных, массовых сегментов. Точно также как в прошлом премиальная система ABS, презентованная на Mercedes-Benz S-класса, была продвинута в массы и сегодня не устанавливается лишь на самые малобюджетные и архаичные автомобили.

Подтверждение этому – ведение совместных проектов с французским PSA, создание совместного предприятия с корейским Samsung SDI под названием SB LiMotive. Цель – стать для мирового рынка единым поставщиком модульного гибридного электрооборудования, включая дешевые аккумуляторы и аппаратуру управления. Первые линии по выпуску батарей в Южной Корее будут готовы выдать продукцию для гибридомобилей в следующем году, а для электромобилей — ещё через год. Это означает, что очень скоро мы увидим разнообразные модели автомобилей из всех ценовых сегментов, в той или иной степени оснащенные гибридной аппаратурой Bosch. Руководство компании считает, что вместе с облегчением, минимизацией размеров и удешевлением батарей, потенциал гибридных технологий с точки зрения экономии топлива будет только расти, и у разработанного Bosch гибридного «конструктора» колоссальный задел на будущее.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Характеристика двигателя НИВА 2121 — Магазин автозапчастей и аксессуаров для автомобилей Нива и Нива-Шевроле

Характеристика двигателя НИВА 2121, 1600 см. куб. Двигатель Ваз 1,6л. НИВА 2121 Годы установки на конвеере – (1976 – 1995) Материал блока цилиндров – чугун ...

Колеса и шины автомобиля

Колеса и шины автомобиля. Их устройство и маркировка Колесо — это вращающийся и передающий элемент ходовой части, расположенный между шиной и ступицей. Колеса транспортных средств ...

Присадки в двигатель-самая хорошая (лучшая) и полезная для авто

Выбираем присадки в двигатель автомобиля: подробный обзор Каждый уважающий себя автовладелец – любитель или профессионал – заботится о сохранности своего автомобиля. Замена фильтров, масла, проверка ...

Обходчик иммобилайзера – принцип работы и устройство

Иммобилайзерами оснащаются многие автомобили. Для того чтобы понять, как используется модуль обхода иммобилайзера, необходимо разобраться в принципе работы самого устройства. Как правило, используются системы RFID ...