Xe và Công nghệ Tìm hiểu động cơ Hybrid (P.2)

Động cơ Hybrid hoạt động như thế nào?


Đăng lúc: 21/9/2006, 22:18GMT+7

​

Thực ra trước đây động cơ hybrid đã từng được ứng dụng vào nhiều loại phương tiện giao thông. Chẳng hạn như chiếc xe moped (xe đạp chạy xăng) bởi xe vận hành bằng cả động cơ xăng và pê-đan, hay đầu máy xe lửa cũng hoạt động bằng cả động cơ diesel và động cơ điện. Ngày nay, động cơ hybrid ứng dụng trong ngành công nghiệp xe hơi chủ yếu là động cơ xăng-điện.


Một chiếc xe hơi ít nhất cần phải đáp ứng được những đòi hỏi sau:
- Nạp nhiên liệu sau ít nhất 482 km
- Nạp nhiên liệu nhanh và dễ dàng
- Có vận tốc tương đương với những chiếc xe khác

​

Động cơ hybrid


Xe hơi động cơ xăng đáp ứng được những đòi hỏi này nhưng lại ngốn nhiên liệu và ô nhiễm môi trường, trong khi đó xe sử dụng động cơ điện hầu như không có khí thải nhưng mỗi lần nạp điện xe chỉ chạy được khoảng 80-160 km. Không những thế, xe động cơ điện chạy rất chậm, nạp điện mất thời gian và bất tiện.


Động cơ hybrid xăng-điện là sự kết hoàn hảo giữa xe động cơ xăng và xe động cơ điện, với tiêu chí tăng hiệu quả vận hành và giảm khí thải của động cơ xăng đồng thời khắc phục những nhược điểm của động cơ điện.


Cấu tạo động cơ Hybrid xăng-điện


- Động cơ xăng:Động cơ xăng của xe hybrid cũng giống như động cơ xăng của những chiếc xe thông thường, nhưng nhỏ hơn, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu và ít khí thải.

- Bình xăng:Bình xăng trên xe hybrid là nguồn cung cấp năng lượng chính cho xe

- Motor điện:Motor điện trên xe hybrid rất phức tạp, bởi nó có thể tạo ra năng lượng giúp xe tăng tốc, đồng thời nó có thể giúp xe giảm tốc độ và nạp năng lượng cho ắc quy.

- Máy phát điện:tương tự như motor điện, nhưng chỉ làm nhiệm vụ tạo ra nguồn điện

-Bình ắc-quy:Nếu bình xăng chỉ làm nhiệm vụ dự trữ và cung cấp xăng cho động cơ xăng thì motor điện trên xe hybrid không chỉ cung cấp điện cho bình ắc-quy mà còn xạc điện cho bình

- Bộ truyền động:Ở hầu hết xe hybrid, bộ truyền động có chức năng gần giống như bộ truyền động của những chiếc xe thông thường


Với cùng một lượng xăng như nhau, làm thế nào xe hybrid có thể hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với động cơ đốt trong?


Động cơ nhỏ gọn


Chìa khoá cho sự thành công ở xe hybrid dó là động cơ xăng của xe nhỏ hơn rất nhiều so với động cơ xăng của những chiếc xe thông thường. Thông thường, động cơ của một chiếc xe cần phải đủ mạnh để giúp xe tăng tốc nhanh. Ở động cơ nhỏ, hiệu quả vận hành của xe được cải thiện đáng kể do các bộ phận cấu thành động cơ nhỏ hơn, nhẹ hơn, động cơ ít xi-lanh hơn và đạt được hiệu quả tối ưu.


Vậy tại sao động cơ nhỏ lại hiệu quả hơn động cơ lớn?


- Động cơ lớn đồng nghĩa với việc xe cần nhiều năng lượng để tăng tốc hoặc lên dốc
- Pít-tông và các bộ phận bên trong xi-lanh nặng hơn, do đó cũng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn mỗi khi chuyển động bên trong xi-lanh
- Động cơ lớn thường có nhiều xi-lanh hơn, do đó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn mỗi khi động cơ vận hành (ngay cả khi xe đứng yên).
Điều này lý giải tại sao cũng một mẫu xe nhưng sử dụng hai động cơ khác nhau thì mức tiêu thụ nhiên liệu cũng khác nhau. Nếu hai chiếc xe này cùng chạy một đoạn đường như nhau ở cùng một vận tốc thì xe nào có động cơ nhỏ hơn sẽ tiêu hao ít nhiên liệu hơn.


Nhưng liệu động cơ nhỏ có giúp chiếc xe chạy nhanh như xe sử dụng động cơ lớn hơn hay không?


Động cơ của xe động cơ xăng có khả năng cung cấp đủ năng lượng giúp nó vận hành trên mọi địa hình. Trong khi đó, động cơ xăng của chiếc xe hybrid chỉ có thể cung cấp đủ năng lượng cho nó chạy trên địa hình bằng phẳng, còn khi chiếc xe cần tăng tốc đột ngột hoặc chạy trên địa hình đồi núi, nó cần phải có sự trợ giúp, và chính motor điện và bình ắc quy trong xe hybrid đảm nhận nhiệm vụ này.


Động cơ xăng trên những chiếc xe thông thường được chế tạo nhằm đáp ứng được những đòi hỏi lớn nhất về công suất (khi bạn đạp hết ga). Tuy nhiên, một chiếc xe chỉ vận hành hết công suất khoảng 1% tổng số lần vận hành. Do đó, động cơ của xe hybrid được chế tạo để thường xuyên vận hành với công suất trung bình, chứ không phải để đáp ứng yêu cầu vận hành tối đa, trong những điều kiện khắc nhiệt nhất.

Honda Insight Hybrid​

Những tiến bộ vượt bậc so với xe hơi thông thường


- Tránh thất thoát nhiên liệu một cách vô íchvì động cơ có thể tự động ngừng vận hành khi không cần thiết.


- Mô-tơ điệnsẽ giúp làm nóng động cơ khi khởi động và trợ lực giúp xe lăn bánh.


- Vận hành hiệu quảhơnxe chỉ dùng động cơ đốt trong chừng 30%. Chẳng hạn như khi xe dừng lại, động cơ xăng sẽ tự động ngừng hoạt động, trong khi mô-tơ điện vẫn chạy. Còn khi động cơ hoạt động mạnh nhất, nó sẽ làm chạy máy phát điện.


- Tái sử dụng năng lượng dư thừabằng cách dự trữ trong bình ắc quy: Mỗi lần đạp phanh là mỗi lần năng lượng của xe bị thất thoát . Xe chạy càng nhanh thì động năng của nó càng lớn và năng lượng này bị triệt tiêu và chuyển hoá sang nhiệt năng khi phanh. Nhờ có công nghệ tiên tiến, xe hybrid có thể bảo toàn nguồn năng lượng này và dự trữ trong bình ắc quy.


- Động cơ ngắt tự động:Xe hybrid không chỉ sử dụng động cơ xăng bởi nó đã có nguồn năng lượng thay thế - motor điện và bình ắc-quy. Do đó, đôi khi động cơ điện sẽ tự động ngắt, chẳng hạn như khi xe dừng đèn đỏ.


- Thiết kế khí động học:Một điều hiển nhiên là xe cỡ lớn bao giờ cũng chịu sức cản không khí lớn hơn xe nhỏ. Ngoài hình dáng xe nhỏ gọn, một số chi tiết khác cũng được cải tiến để tăng tính khí động học của xe (gương được thay thế bằng hệ thống camera).

​

Toyota Prius Hybrid​

-Sức cản của lốp thấp: Thông thường, nhà sản xuất chỉ chú ý chế tạo lốp sao cho xe chạy êm, giảm thiểu tiếng ồn và khả năng vận hành tốt trong mọi điều kiện thời tiết mà ít quan tâm đến tác động của lốp đến hiệu quả vận hành của xe. Trên thực tế lốp xe tạo ra sức cản khá lớn khi xe vận hành. Lốp xe hybrid có sức cản chỉ bằng một nửa so với lốp xe thông thường.


- Sử dụng vật liệu nhẹ:Giảm trọng lượng của xe là một trong những cách đơn giản và hiệu quả nhất để giám mức tiêu hao nhiên liệu của xe. Xe nhẹ, nhỏ gọn tốn ít nhiên liệu hơn mỗi khi tăng tốc hoặc leo dốc. Các kim loại nhẹ như nhôm, magiê hay nguyên liệu tổng hợp như sợi các-bon được sử dụng trong chế tạo xe hybrid, giúp xe nhẹ hơn.


Hiện nay, Toyota Prius và Honda Insight là hai thành tựu đáng nể nhất của công nghệ Hybrid. Mức tiêu hao nhiên liệu của Toyota Prius và Honda là 25,5km/L trong thành phố.

http://www.oto-hui.com/threads/tim-hieu-dong-co-hybrid-p-2.80429/

Nguồn: oto-hui.com