تبلیغات
خودروی هیبرید - نگاهی به خودروی هیبریدی - قسمت دوم

خودروی هیبرید

طراحی و ساخت موتورهای الكتریكی خودروهای هیبرید

 اجازه بدهید از هوندا insight شروع كنیم.

هوندا  insight :

این خودرو كه در اوایل سال 2000 در ایالات متحده معرفی شد.طراحى ان بر اساس بهترین كاركرد ممكن انجام شد.insight كوچك است و كم وزن و جاى 2 سرنشین و یك صندلى كودك دارد.و داراى موتور با بازدهى بالا است.insight داراى برترین رتبه سنجش EPA در میان خودروهاى هیبریدى شد.

هوندا خودروى هیبریدى موازى است .موتور الكتریكى به موتور بنزینى متصل است.هوندا این سیستم را "جمع كننده كمك موتور" مى نامد. Insight به صورت 5 سرعته دستى یا cvt (انتقال قدرت پیوسته اتوماتیك) است.

موتور الكتریكى insight به سه روش به موتور بنزینى كمك مى كند كه به قرار زیرند:

  ● به موتور بنزینى كمك مى كند و نیروى اضافى را در زمان شتابگیرى  و یا بالا  رفتن از سر بالایى تامین مى كند.

  ● سیستم"ترمز احیاء كننده"  را در زمان كاهش سرعت خودرو  به منظور بازیابى انرژى فعال نماید.

  ● موتور بنزینى را روشن می كند(حذف نیاز به استارتر)

ولى موتور الكتریكى به تنهایى نمى تواند نیروى مورد نیاز براى حركت خودرو را فراهم نماید و موتور بنزینى نیز باید روشن باشد تا موجب حركت خودرو شود.(یكی از تفاوتهای insight با پریوس همین است, پریوس تنها با كمك موتور الكتریكی نیز میتواند حركت كند)

هوندا براى كسب بهترین كارایى كارهایى را انجام داده كه مهمترین انها 3 كارى است كه در زیر به انها اشاره مى شود.

  ● كاهش وزن: insight از بدنه و ساختار آلومینیومى سبك وزن ساخته شده است براى هر چه کمتر شدن  وزن،وزن این خودرو كمتر از 1900 پوند (862 كیلوگرم) است كه این مقدار 500 پوند یا 227 كیلوگرم كمتر از سبكترین هوندا سیویك است.

  ● استفاده از موتور كوچك و پر بازده:

موتور insight كه در شكل زیر مشاهده مى كنید تنها 124 پوند (56 كیلوگرم) وزن دارد.سه سیلندر و 1 لیتر حجم دارد كه 67 اسب بخار را در 5700 rpm تولید مى كند.اگر نیروى اضافى ناشى از موتور الكتریكى را نیز  در نظر بگیرید.این خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مایل بر ساعت را در 11 ثانیه  بپیماید.با در نظر گرفتن موتور الكتریكى نیروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد.(در 5700 rpm) .اگر مقایسه اى بین موتور بنزینى به تنهایى با مجموع موتور بنزینى والكتریكى انجام دهیم.به این نتیجه میرسیم كه موتور الكتریكى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزاید. در حالى كه تاثیر واقعى  موتور الكتریكى  بیش از این مقدار است.موتور الكتریكى در خودروى  insight  10 كیلو وات است (13 اسب بخار )  در 3000 rpm .

مقدار تاثیر واقعى موتور الكتریكى  را مقدار ماكزیمم گشتاور روشن مى سازد:

بدون موتور الكتریكی ,  insight به ماكزیمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الكتریكى ماكزیمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.كه 13پوند – فوت نیز كه اختلاف  این دو گشتاور  است همان  تاثیر واقعى  موتور الكتریكی است.

  ● به كار بردن ایرودینامیك: هوندا insight  به شكل قطره اشك طراحى شده است .پشت خودرو باریكتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزیى از بدنه  پوشانده شده است تا شكلى صاف را تشكیل دهد و بعضی از قطعات زیرین ماشین توسط پانلهاى پلاستیكى پوشانده شده است.این كارها باعث كاهش ضریب درگ به 0.25 مى شود. و این خودرو جزء ایرودینامیك ترین خودرو در بازار است .زمانی كه شما در حال حركت در اتوبان هستید موتوربنزینى با تمام قدرت كار مى كند .وقتى كه سرعت خود را كاهش مى دهید(توسط ترمز كردن یا پدال گاز را شل كردن ) موتور الكتریكى مانند ژنراتور مقدارى الكتریسیته را براىشارژ باترى استفاده مى كند.

نكته دیگر در مورد  insight این است كه سیستم انتقال قدرت از موتور به وسیله كلاچ جدا شده است (مانند سایر خودروها) و این بدین معنى است كه اگر شما در حال كم كردن سرعت خود باشید و كلاچ را نگه دارید و یا با دنده خلاص سرعت خود را كاهش دهید در این صورت موتور الكتریكى  و سیستم "ترمز احیاء كننده" نخواهد توانست انرژى الكتریكى ناشى از این كم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى این سیستم مى تواند بازیابى انرژى داشته باشد كه كم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گیرد كه خودرو در دنده قرار دارد.

 اكنون اجازه دهید كه نگاهى به تكنولوژى تویوتا پریوس بیندازیم كه سیستمى به كلى متفاوت از insight دارد .

تویوتا پریوس :

تویوتا پریوس در ژاپن در اواخر سال 1997 تولید شد.تویوتا سیستم موتور و انتقال قدرت  را به صورت هیبرید موازى طراحى كرده است كه تویوتا ان را سیستم هیبریدى تویوتا نامیده است كه بعضى از مزایاى هیبریدهاى سرى را نیز داراست.

یك سدان 4 در 5 نفره كه موتور و سیستم انتقال قدرت ان طورى است كه توانایى رسیدن به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 كیلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الكتریكى داراست.پریوس در سال 2004 در امریكاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزیده شده است.

وزن پریوس 2900 پوند (1315 كیلوگرم) است و فضاى درونى  و فضاى صندوق عقب آن از تویوتا كرولا بیشتر است.در زیر پویا نمایى پریوس را مى بینید.

تویوتا براى رسیدن به بهره ورى و كاهش الایندگى 2 كار را انجام داد:

   ● موتور بنزینى فقط زمانى كار مى كند كه به یك سرعت مشخص برسد:به عبارت دیگر براى كاهش الودگى پریوس مى تواند به سرعت 15 مایل بر ساعت  (24 كیلومتر بر ساعت)  بدون استفاده از موتور بنزینى برسد.موتور بنزینى فقط زمانى روشن مى شود كه خودرو از یك سرعت معین بگذرد.

   ● به كار بردن یك دستگاه تقسیم قدرت بى همتا:موتور بنزینى مى تواند طورى تنظیم شود تا در یك سرعت معین بیشترین بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسیم قدرت" در پریوس اجازه مى دهد كه موتور در همه زمانها در حالت بیشترین كارایى  در یك رنج سرعتى خاص باشد.

پریوس داراى موتور 1.5 لیترى  است كه 76 اسب بخار  را در بیشینه دور 5000 دور بر دقیقه بدست مى اورد.موتور الكتریكى در پریوس داراى 67 اسب بخار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقیقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت  را از 0 تا 1200 دور بر دقیقه تولید مى كند كه نیروى كافی را براى  حركت خودرو بدون دخالت موتور بنزینى فراهم مى كند , موتور الكتریكى در پریوس خیلى قویتر از موتور الكتریكى در هوندا insight است.

دستگاه"تقسیم كننده قدرت" قلب پریوس است.آن یك جعبه دنده هوشمند است كه به موتور بنزینى متصل است.این جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد كه مانند یك خودروی هیبریدى موازى باشد كه در آن موتور الكتریكى  مى تواند به تنهایى  به سیستم انتقال قدرت نیرو وارد كند و موتوربنزینى نیز مى تواند به تنهایى و یا با موتور الكتریكى نیروى مورد نیاز خودرو را تامین كند.

همچنین این دستگاه"تقسیم كننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد كه خودرو مانند یك خودروى  هیبریدى  سرى باشد كه در آن موتور بنزینى مى تواند مستقلا باترى ها را شارژ كند و یا نیروى  مورد نیاز براى چرخ ها را فراهم كند.كه اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پیوسته یا  cvt عمل كند كه باعث حذف نیاز به انتقال قدرت دستى یا اتومات مى شود. و سرانجام  چون دستگاه"تقسیم كننده قدرت" اجازه مى دهد كه ژنراتور  موتور را روشن  كند و این باعث حذف نیاز به استارتر مى شود .

دستگاه تقسیم قدرت یك مجموعه دنده خورشیدى است (شكل زیر) موتور الكتریكى به چرخ دنده حلقه ای از مجموعه دنده متصل است و  اغلب به صورت  مستقیم به دیفرانسیل متصل مى گردد. بنابراین سرعت موتور الكتریكى  و چرخش دنده حلقه ای سرعت خودرو را تعیین مى كند.

ژنراتور به چرخ دنده خورشیدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزینى  یا گاز سوز نیز به حامل خورشیدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه ای به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراین همه این اجزاء با هم در تمام  زمانها  كار مى كنند تا سرعت خروجى را كنترل كنند.وقتى شما شتاب مى گیرید ابتدا موتور الكتریكى و باترى ها تمام نیروى مورد نیاز را تامین مى كنند.چرخ دنده حلقه ای كه متصل به موتور الكتریكى است همزمان با حركت كردن موتور الكتریكى  مى چرخد.حامل خورشیدى  كه به موتور بنزینى متصل است ثابت است زیرا موتور بنزینى هنوز روشن نشده است.زمانى  كه چرخ دنده حلقه ای شروع به چرخیدن  كند باعث میشود كه ژنراتور و چرخ دنده خورشیدى نیز شروع به چرخیدن كنند.زمانى كه شتاب بیشترى مى گیرید ژنراتور با سرعتى مى چرخد كه بتواند نیروى مورد نیاز براى موتور الكتریكى را فراهم كند.

هنوز موتور بنزینى فعال نشده  است. وقتى به سرعت 40 مایل بر ساعت یا 64 كیلومتر بر ساعت مى رسید موتور بنزینى نیز روشن مى شود.در حالى كه موتور بنزینى روشن است ژنراتور سرعت موتور الكتریكی را طورى تغییر مى دهد كه با سرعت  موتور بنزینى  تطبیق پیدا كند  و در خروجى  سرعت با هم برابر  باشند.

همانند هوندا insight , تویوتا پریوس هرگز نیاز به شارژ دوباره ندارد.زیرا ژنراتور همیشه و به طور اتوماتیك  سطح شارژ  در باترى ها را كنترل  مى كند و در صورت كم بودن شارژ مى كند.

هم هوندا و هم تویوتا گارانتی هاى طولانى برای قطعات هیبریدى خود  وضع كرده اند.هوندا 8 سال یا 80000 مایل گارانتى بیشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور  وتجهیزات  هیبریدى  را داراست و تویوتا نیز 8 سال  یا 100000 مایل گارانتى باترى و سیستمهاى  هیبریدى  را دارد.موتور و باترى در این خودروها  نیاز به هیچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نیاز به تعویض باتری ها گرفتید ڇندین هزار دلار خرج بر مى دارد).

كسب نیروى هیبریدى مطمئنا پیچیده تر از تنها نیروى بنزینى و  یا تنها نیروى  الكتریكى  است. در بخش بعدى بررسى خواهیم كرد كه چرا تكنولوژى هیبریدى مورد علاقه همه مشتریان و هم خودروسازان قرار گرفته است.

مزایاى یك خودروى هیبریدى :

شما ممكن است تعجب كنید كه چرا اشخاص به این سیستم پیچیده  علاقه دارند علیرغم  اینكه  بیشتر مردم  با خودروهاى بنزینى خیلى راحت هستند.

دلیل این علاقه دو چیز است:

1-     كاهش الایندگى

2-     بهبود بهره ورى و كارایى

 حال اجازه دهید مثالى از استانداردهاى آلودگى كالیفرنیا بزنیم.كه تعیین مى كند چه مقدار از هر نوع  الودگى در یك خودرو مى تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل  (g/mi) بیان مى شود.براى مثال این استاندارد بیان مى كند كه مقدار مونو اكسید كربن  در هر مایل نباید از 3.4 گرم بیشتر باشد.

ترجمه : کاوه متمادی

به گالری تصاویر خودروهای هیبرید خوش آمدید
  • آخرین صفحات

آمار سایت

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل صفحات :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :