Хибридното задвижване - предимства и недостатъци, кеф и/или практичност...

[BOz]

Немога да потвърдя или отрека за процентите но със сигурност на картата отсечката (изминатa при МГ2 задвижващ колелата и двигателя се използва само за генериране на ток) е NON-EV. Прилагам снимка от вчера.

Това как го определяш, на каква база? Защото тръгнеш ли да правиш товар на ДВГ-то чрез МГ1, за да генерираш ток, това носи автоматично въртящ момент към колелата => ДВГ-то движи колата.

[van]

Това го прави колата първата минута след стартиране при определени условия. Усещането е че караш електричка. Двигателя държи 1000-1300 оборота, но не участва в задвижването на колелата.

[BOz]

Това е друго. ДВГ-то не се товари, за да произвежда ток, а се държи в минимален товарен режим, докато загрява.

[Hursa]

► Виж съдържание

Не държа, че съм прав. Но нека да разпишем как работи трансмисията на хибрида. Всички нейни елементи са присъединени. Присъединени са диференциала (двигателните колела), МГ1, МГ2 и ДВГ – без съединители (за разлика от плъгин хибрида на тойота), съответно не могат да бъдат „отсъединявани”.
МГ2 (ротора му, през "понижаващ" редуктор в по-новите системи) и диференциала (двигателните колела) са присъединени към „короната” на планетарния редуктор, който е обединяващото звено на трансмисията. МГ1 (ротора му) е присъединен към централното зъбно колело („слънчевото”) на планетарния редуктор. ДВГ (коляновия му вал, през демпфер, монтиран на маховика) е присъединен към водилото на планетарния редуктор, водилото свързва сателитните зъбни колела на планетарния редуктор, осите им.
(Планетарния редуктор е аналогичен на диференциала – но при диференциала ролите на короната и на централното зъбно колело се изпълняват от коническите зъбни колела на полуосите. Към воденото зъбно колело в главното предаване на диференциала е присъединено водилото, свързващо осите на сателитите в диференциала.)
Ще се опитам да напиша - как работи, според мен, трансмисията на хибрида при различните режими.
При „чисто” електрически режим – МГ2 получава ел енергията си от батерията (преобразувана от "инвертора" в определена променлива електрическа мощност с определена честота). МГ2 задвижва диференциала (двигателните колела) и короната на редуктора. ДВГ не работи, коляновия му вал не се върти, водилото не се върти. Сателитите, задвижвани от короната, се въртят на неподвижните си оси. Централното зъбно колело се върти задвижвано от сателитите, съответно ротора на МГ1 се върти, но той трябва да е изключен от ел системата (от ел товара му като генератор), ротора му се върти, като маховик, създавайки минимален съпротивителен момент (поради това и въртящият момент предаван към водилото и коляновия вал на ДВГ е минимален, не способен да го задвижи).
По подобен (според мен) начин функционира хибридната система и когато регенерира, когато ДВГ не се върти. Например спускаме наклон – МГ2 работи в генераторен режим (генерираната от него ел мощност се преобразува в постоянна ел мощност, със съответно напрежение и се „зарежда” батерията). Колелата (през диференциала) задвижват ротора на МГ2. Задвижват и короната на редуктора. Тя върти сателитите на неподвижните им оси. Сателитите „въртят” централното зъбно колело с ротора на МГ1 (той трябва да е изключен от ел системата на автомобила).
Когато единствено ДВГ задвижва автомобила (единствено той е източник на енергия за задвижването) – коляновия му вал се върти задвижвайки (въртейки) водилото. Водилото задвижва сателитите (осите им). Сателитите задвижват короната и централното зъбно колело. Ако МГ1 е изключен от ел системата – ще създава минимален съпротивителен момент. Съответно минимален съпротивителен момент ще създава и короната (все едно – едното двигателно колело е вдигнато „във въздуха” при диференциала, то се върти, а към другото двигателно колело контактуващо с настилката се предава минимален въртящ момент, обикновено съвсем недостатъчен за да задвижи автомобила). Т. е. така ДВГ ще работи на „празен ход”, ще развърта само „себе си” и ротора на МГ1. (Планетарния редуктор на хибрида „дели” въртящия момент получаван от ДВГ в някакво съотношение, предполагам различно за различните хибридни системи на тойота. Като по-голяма част от момента се предава към короната, а по-малка към централното зъбно колело. За разлика от междуколесния диференциал при един двигателен мост – при него въртящият момент получаван от двигателя се дели по равно – 50 на 50 процента – към едната и другата полуос.) Когато МГ1 е натоварен, работи в генераторен режим – генерира съпротивителен момент към водилото и съответно към ДВГ. В съответното съотношение (зависещо от съотношенията в планетарния редуктор) се предава въртящ момент към короната (и съответно през диференциала към двигателните колела, ако те не са във „въздуха”) – ДВГ се натоварва. Електрическата мощност генерирана от МГ1 се предава или към МГ2 – който работейки в двигателен режим „добавя” мощността си (която получава) към мощността получавана от ДВГ, предавана към короната - и задвижват автомобила, или част или цялата мощност получавана от МГ1 може да бъде преобразувана в постоянна и да зарежда батерията (или да се предава към мотор-генератор на „другия” мост, при „4х4”). Т. е. ел товара на МГ1 са или МГ2, или МГ2 с батерията, или само батерията (но това предполагам е или в много редки случаи, или никога - когато автомобила е в движение).
Съответно:
Например - при невисока скорост, когато автомобила се движи равномерно, ненатоварен по равно – ДВГ работи в слабо натоварен режим, при невисоки обороти, генерира невисока мощност и въртящ момент. По-голяма част от този въртящ момент (в зависимост от постоянното съотношение в планетарния редуктор) развърта короната и колелата, а по-малка част – развърта МГ1 в генераторен режим. Мощността на ДВГ, зависеща от произведението – въртящ момент по обороти, се дели между колелата – зависеща от произведението обороти на короната по въртящия момент предаван от водилото към нея, и МГ1 – генерираната от него ел мощност зависи от произведението на оборотите на централното зъбно колело и въртящият момент предаван от водилото към него. (Симулирайки примерно 4 предавка на автомобил със скоростна кутия.)
Ако автомобила (хибрида) срещне неголям наклон – натискаме педала за да задържим скоростта – ДВГ се натоварва, генерирайки по-голяма мощност и по-голям въртящ момент. Той се предава от водилото и се дели в съответното съотношение между короната и централното зъбно колело. Ако оборотите на ДВГ и на колелата (при неизменна скорост) – са останали непроменени - оборотите на водилото, короната и централното зъбно колело са се „запазили”. Т. е. в съответните произведения се е увеличил само съответния въртящ момент предаван към корона и централно зъбно колело. Съответно е нараснала мощността предавана директно към колелата от короната и мощността предавана към МГ1.
Ако оборотите на ДВГ са се повишили, при неизменна скорост на автомобила и се е повишила мощността му (за да преодолее наклона) – короната се върти със същите обороти, мощността предавана към нея зависи от тези и обороти умножени на новия въртящ момент. Но тъй като оборотите на ДВГ са се повишили, оборотите на водилото са се повишили – повишили са се оборотите на централното зъбно колело и МГ1. Съответно предаваната към него мощност – зависеща от произведението повишените обороти на МГ1 по повишения въртящ момент предаван към централното зъбно колело – се е повишила по-значително. А за да стане това – трябва да се повиши ел товара на МГ1, работещ като генератор. (За хибрида – все едно сме понижили „предавка”, ако го сравняваме с автомобил със скоростна кутия. Но съотношението на понижението е „безстепенно”, подобно на вариатор.)
Ако мощността генерирана от ДВГ е по-малка от необходимата за задвижване на автомобила в определени моменти – системата може да „добави” мощност от батерията – подавана през инвертора към МГ2. Така той може да бъде захранен, както от ДВГ, чрез мощността генерирана от МГ1, така и от допълнителния източник – батерията. А по този начин, евентуално ДВГ може да работи в по-икономичен режим или без да си повишава значимо мощността и оборотите (така, също намалявайки разхода), в определени случаи, например при ускорение. Или мощността на системата да бъде увеличена над мощността на ДВГ – за определен период, докато батерията не изразходва зададена част от заряда си – при значими ускорения, например.
(Подобно може да се „разгледа” – какво се случва, при ускоряване на автомобила или ако се движи с висока скорост (тогава МГ1 и МГ2 си разменят ролите, до колкото знам). Също как се стартира ДВГ при движение на автомобила, така, че да стане "безударно". Как работи при спуск, ако батерията е "заредена" или ако се развърта и ДВГ. Но да не се правя на знаещ.)
Ако хибрида стартира двигателя си на място – автомобила е неподвижен, короната – блокирана от блокиращото устройство е неподвижна (не е задължително да е блокирана конкретно тя). МГ1 развърта, чрез централното зъбно колело - водилото и ДВГ, спрямо неподвижната корона - до "стартовите" му обороти и двигателя "стартира". След стартирането му - водилото се върти от работещия двигател. Съответно въртенето му се предава само към централното зъбно колело и към МГ1. Ако МГ1 не е натоварен – ДВГ работи на „празен ход”. Ако е натоварен, като генератор, „натоварен” от батерията – съответно я зарежда (след „изправяне” на генерираната ел мощност), а ДВГ е натоварен с тази генерирана от МГ1 мощност (плюс неголеми загуби - механически, електрически и елмагнитни).
При спускане по наклон с голяма скорост – ако ДВГ е неподвижен, съответно е неподвижно водилото – колелата задвижват короната до високи обороти. Тя развърта сателитите около неподвижните им оси. Те от своя страна задвижват централното зъбно колело и МГ1. Тъй като предавателното съотношение между короната и централното зъбно колело, спрямо неподвижното водило – е такова, че играе роля на повишаваща предавка (мултипликатор) – оборотите на МГ1 могат да достигнат критична стойност и ротора му (изграден с постоянни магнити - относително с по-малка устойчивост на центробежните сили, по сравнение с ротор на асинхронен двигател, например) да се разруши. Затова трябва над определена скорост на хибрида - ДВГ да се върти с определени обороти, обикновено с оборoтите му на „празен ход” или над тях. Трябва да се развърти или от колелата, но за да стане това – МГ1 трябва да генерира определен въртящ момент, или чрез стартирането на ДВГ – изразходвайки гориво. Така оборотите предавани от короната, през въртящото се водило, към централното зъбно колело се снижават значително.
Сорри, за изписаните обемни разсъждения. Мисля, че има някой неясноти за работата на системата. Но може и на мен да не ми е ясна.

[slowtraveler]

Общо взето - така е, само дето си 'оплел' оборотите и мощността - при хибрида няма чак такава пряка зависимост.. 'Играейки' си между подходящи обороти на МГ1 и МГ2 се постига подбиране на правилни обороти на ДВГ... И обратно - играейки с оборотите на ДВГ (не задължително - мощността) - се подбират подходящи обороти за МГ1..

[Hursa]

при хибрида няма чак такава пряка зависимост.. 'Играейки' си между подходящи обороти на МГ1 и МГ2 се постига подбиране на правилни обороти на ДВГ...

Долу-горе това съм написал

И обратно - играейки с оборотите на ДВГ (не задължително - мощността) - се подбират подходящи обороти за МГ1..

С това не съм много съгласен. Съпротивителния момент на МГ1 - работещ като генератор, зависи от товара му, от товара зависи мощността, която генерира. Но чрез него (МГ1) до голяма степен се "управлява" системата (според мен). И би трябвало по такъв "алгоритъм" да се прави, че или да се минимизира разхода на гориво от ДВГ (като цяло, дори когато трябва да се зарежда батерията), или да се оптимизира "отговора" на системата - при нужда от голяма мощност, например, при различни скоростни режими. Така, че неговите обороти (на МГ1) зависят от тази му функция. Изключение е само когато оборотите на МГ1 се доближават до критично високите за него (и когато оборотите на МГ1 се налага да са под зададен минимум, при работата му в генераторен режим).

[nicktodorov]

Мен основно ме дразни случая когато колата се задвижва и от двата двигателя и го брои за EV.
Най-лесно можете да го видите това в MyT ако обърнете на спортен режим и ускорявате достатъчно динамично, за да добави и МГ2 към двигателя - тогава в приложението тази отсечка ще бъде пак синя...

[BOz]

Горе-долу и двамата сте прави.
Реално системата почти винаги държи ДВГ-то да е около 80% натоварен, защото тогава се изсмуква най-голямо КПД от него.
И системата управлява това му състояние чрез оборотите, но пък пряко свързано с въртящия момент при съответните обороти и товар, която иска да изкара от него. До сега не съм забелязал умишлено да му вдига оборотите, но пък да го държи в нисък товарен режим (изключвам първоначалния подгрев). Това би било загуба на енергия. Тук е заложена една от основните концепции на хибрида за неговата икономичност.
Най-общо казано ако в този момент системата има нужда от 16 кВ енергия от ДВГ-то, по карта на 80% товар се знае, че се постигат да кажем при 2000 оборота, системата го вкарва в този работен режим, МГ1 му "удря" контра "спирачка", за да го натовари, започва да произвежда въпросните 16 кВ енергия и всички са доволни. И това се усеща, защото поне на П2, оборотите много ясно се усещат, че с "стъпаловидни". Явно резолюцията за управление на мощност е по-ниска.

Най-лесно можете да го видите това в MyT ако обърнете на спортен режим и ускорявате достатъчно динамично, за да добави и МГ2 към двигателя - тогава в приложението тази отсечка ще бъде пак синя...

Ако това е така, значи софта счита за "ЕВ" режима, когато МГ2 ползва ток от батерията, за да движи автомобила, което няма логика и е откровена лъжа.
От друга страна виж мнението и наблюдението на VAN, който е показал, че въпреки основното движение на автомобила да идва пак от батерията, то на неговата карта е изобразена отсечката като не електрическа. Така, че във вашите 2 твърдения има разминаване. Което може да е сигнал, че логиката на цифрите от МуТ в някои случай/режим е сбъркана. Трябва сигнал за нередност.

Може ли да направиш и ти този експеримент, който казваш и да постнеш снимка? Да ускоряваш и с ДВГ-то на точна отсечка и да поставиш резултата.

[Hursa]

► Виж съдържание

Реално системата почти винаги държи ДВГ-то да е около 80% натоварен

за конкретните обороти, при които се достига необходимата за момента мощност (макар, че според мен е повече от 80, може би дори от 90). Т. е. (приблизително) по механическата характеристика на въртящият момент в зависимост от оборотите, "равно отдалечена" (макар, че предполагам - не точно равно, не и в целия диапазон обороти) от механическата му характеристика при 100% натоварване (графиката на максималния момент на двигателя, в зависимост от оборотите). Но това, когато от системата се изисква относително стационарна мощност. По интересни са "преходните" процеси. При "кик-даун" (например) - според мен, системата според възможностите си, максимално бързо "извежда" двигателя до максималната му мощност, която може да "обработи" (системата) при скоростта с която се движи автомобила. Като същевременно, изпреварващо поради по-бързите процеси - допълнително натоварва МГ2 с максималната мощност, която може да отдаде батерията (в момента). Така системата се "старае" да поддържа максималната мощност на ДВГ (която може да бъде обработена) сумирана с максималната мощност, която може да даде батерията (ако МГ2 може да "реализира" сумарната мощност, която го захранва, получавана от МГ1 в момента и тази от батерията, ако не може - с приоритет е тази от МГ1). И това - докато не "отпуснем" педала или докато автомобила не се ускори до максималната си скорост. (Интересен е прехода от МГ1 - работещ като генератор, към МГ1 - работещ като двигател при висока скорост.)

[BOz]

Честно казано нямам идея какво си написал. Може би, че при кик даун въртящия момент не е 80%, а е 100% от възможното. Ако е така, логично е да си прав.

[Hursa]

Не само. Вдига и оборотите до тези, при които двигателя достига максималната си мощност. Но не и при ниска скорост - системата не може да обработи тази "пълна мощност" на двигателя - поради ограниченията на сцеплението на гумите с пътя или/и поради ограничената на МГ1.

[Krachunov]

Мен основно ме дразни случая когато колата се задвижва и от двата двигателя и го брои за EV.
Най-лесно можете да го видите това в MyT ако обърнете на спортен режим и ускорявате достатъчно динамично, за да добави и МГ2 към двигателя - тогава в приложението тази отсечка ще бъде пак синя...

Това не е вярно.До сега не съм имал случай, в който двигателя да работи и да го брои за движение на ток.
Подозирам, че е възможно да го отчете, ако се движиш на ток, а двигателя работи за да поддържа оптимална темперетура.Това лесно се хваща... ако се движиш със 70-80 км/ч на ток и двигателя се включи и седи в минимални обороти.

[iovkito]

Добър разход постигате с хибридите. За градско шофиране разход под 5 е супер.

[nicktodorov]

Мен основно ме дразни случая когато колата се задвижва и от двата двигателя и го брои за EV.
Най-лесно можете да го видите това в MyT ако обърнете на спортен режим и ускорявате достатъчно динамично, за да добави и МГ2 към двигателя - тогава в приложението тази отсечка ще бъде пак синя...

Това не е вярно.До сега не съм имал случай, в който двигателя да работи и да го брои за движение на ток.
Подозирам, че е възможно да го отчете, ако се движиш на ток, а двигателя работи за да поддържа оптимална темперетура.Това лесно се хваща... ако се движиш със 70-80 км/ч на ток и двигателя се включи и седи в минимални обороти.

Ето ти доказателство. Сега не знам при всички ли е така, или само на мен ми е сбъркано, но е факт това, което описах.
Понеже от над месец не съм си вкъщи и колата не се кара, инструктирах роднина да я припали. Той по телефона се оплака че в гаража на място не иска да държи двигателя повече от няколко минути и го гаси. Затова му казах да обиколи из квартала с по-динамично натискане на газта, за да не се движи на ток само.
И ето го резултата:

8675DD51-4A0E-43D8-8386-764B6BBB7211.png (518.31 KiB) Преглеждано 2867 пъти

D28268FD-E21A-4A0F-A157-8E6FAD89F22F.png (535.22 KiB) Преглеждано 2867 пъти

Човека е правил всичко възможно (доколкото познава хибридите) да не допуска движение само на ток... Както се вижда от снимките, няма логика основно син трак и в същото време двигателя работил и разход от 14л/100...

[van]

nicktodorov, като гледам роднината е направил няколко обиколки на махалата. Има наслагване на EV линията върху NON-EV като на някои места прозира на други е покрита и не се вижда. Само по карта с отсечки които са преминати повторно е доста трудно да се определи дали процентите са коректни. Ако искаш двигателя да работи през цялото време, просто преминаваш на S позицията на скоростния лост и сменяш ръчно "предавките". Ето и пример за това. 5% идват от каране на 6-та където двигателя спира да работи.

IMG_7110.jpg (56.94 KiB) Преглеждано 2848 пъти