خودروی هیبریدی را بشناسیم

چشم‌انداز این خودروها واقعاً تغییر كرده است. امروزه، خودروهای هیبریدی، رؤیایی هستند كه برای دوستداران محیط‌زیست تحقق یافته‌اند. این خودروها بزرگترین تحول در فناوری خودرو از زمان توسعه موتور گازوئیلی تلقی می‌شوند.

در واقع اولین نسل خودروهای هیبریدی توسط تویوتا و هوندا تولید شده است، اما موج جدید تولید خودروهای هیبریدی بسیاری پیشرفته توسط پیشگامان تولید این نوع خودروها، رهبری می‌شود. این خودروها، با اتصال یك موتور الكتریكی به دیگر اجزای انتقال قدرت آنها نیازی به پمپ نداشته، مصرف روغن موتور و خروج گازهای آلاینده از اگزوز كاهش یافته و حتی كاراییخودرو با قدرت بیشتر، افزایش می‌یابد.

هیبریدهای ملایم half-court

این هیبریدها پیچیدگی کمتری و کارآیی سوختی پایین‌تری دارند. این ماشین‌ها موتورهای بنزینی دارند که هنگام درجا کارکردن می‌‌توانند خاموش شوند، و معمولا یک موتور برقی دراند که قدرت ماشین را در مواقعی که از حالت ایستاده شتاب می‌گیرد یا در سربالایی حرکت می‌کند، قدرت ماشین را تقویت می‌کنند. باتری به وسیله موتور بنزینی و ترمزها شارژمی‌شود.

از جمله این ماشین ها می تواند به انواع هیبرید شورولت مالیبو و ساترن وو اشاره گرد.

موتورهای دوشاخ‌دار(plug-ins)

همه موتورهای هیبرید ی که تا به حال ذکر شدند، باتری‌های‌شان را بوسیله موتور بنزینی‌شان شارژ می‌کنند، شما نمی‌توانید آنها را با دو شاخ به پریز برق وصل کنید و باتری‌شان را پر کنید.

اما ماشین‌های برقی که در دهه 1990 مورد آزمایش قرار گرفتند، اینگونه بودند. اما مسافت کمی که قبل از نیاز به شارژ مجدد می پیمودند و زمان زیادی که باید صرف شارژ می‌شد، باعث شد آنها را از بازار کنار بگذارند.

تنها ماشین هیبریدی که از این ایده هنوز استفاده می‌کند، شورولت ولت است. این ماشین دارای یک موتور برقی، یک باتری بزرگ و یک موتور بنزینی کوچک است. موتور بنزینی باتری را شارژ می‌کند که ماشین را به راه می‌اندازد.

اما در عین حال می‌توان شب‌ها با وصل کردن دوشاخ به برق هم آن را شارژ کرد. انواع دوشاخ دار ساترن وو و تویوتای پرویوس هم در حال ساخت هستند.

آلودگی کم و راندمان بالا

تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ولی به طور کلیخودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیشتر و آلودگی کمتر می کند.

بهبود بخشیدن به صرفه جویی در مصرف سوخت

امروزه ماشین های هیبریدی در کنار موتورهای کوچک و کارآمد از روش های ویژه برای بهبود وضعیت مصرف سوخت استفاده می کنند. بعضی از این روش ها به هر نوع خودرویی کمک می کند تا بازده بهتری داشته باشند و بعضی دیگر از روش ها فقط مخصوص خودروهای هیبریدی می باشند.

برای این کار خودروهای هیبریدی می توانند :

انرژی را دریافت و ذخیره کنند هرگاه شما پدال ترمز را فشار دهید شما از خودرو انرژی می گیرید.هرچه ماشین تندتر حرکت کند انرژی جنبشی بیشتری دارد ترمزهای ماشین این انرژی را گرفته و به صورت گرما پراکنده می کنند.خودروی هیبریدی می تواند مقداری از این انرژی را گرفته به وسیله آن باتری ها را شارژ کرده و برای استفاده های بعدی آن را ذخیره کند. این کار را با استفاده از احیا کننده ترمزی انجام می دهد.که از آن به جای ترمزها برای نگاه داشت خودرو استفاده می شود. همچنین موتور الکتریکی می تواند با آهسته شدن خودرو همانند یک ژنراتور عمل کرده و در زمانی که خودرو در حال کند شدن است باتری ها را شارژ کند.

بعضى وقتها موتور بنزینى خاموش می شود

یك خودروى هیبریدى همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینى ندارد.زیرا یك موتور الكتریكى و باترى نیز دارد.بنابراین بعضى وقتها مى توان موتور بنزینى خودروى هیبریدى را خاموش كرد.براى مثال زمانى كه خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف كرده است.

سیستم ترمزخودروهای هیبریدی

در ترمزهای هیدرولیك استاندارد، پدال ترمز به پیستونی متصل است كه در سیلندر اصلی قرار دارد. سیلندر اصلی، به سیلندرهای روی هر یك از چرخ‌ها متصل است، به طوری كه وقتی پدال ترمز فشرده می‌شود، پیستون‌ها را به سمت بیرون فشار داده و كفشك‌های ترمز به طور متقابل به درام ترمز فشرده می‌شوند.

HEV ها، اغلب از سیستم ترمز استاندارد استفاده نمی‌كنند بلكه از نوعی سیستم ترمز به نام ترمز بازیافتی بهره می‌برند . ترمز بازیافتی، نوعی فرایند جذب مجدد انرژی است كه معمولاً در زمان ترمزگیری عادی، آزاد می‌شود. ذخیره این انرژی به صورت الكتریكی صورت می‌پذیرد.

این انرژی، در باطری یا چرخ طیار و یا در ذخیره‌كننده‌های با ظرفیت بالا، ذخیره می‌شود. این مقدار انرژی باعث كاهش انرژی لازم برای حركت خودروی هیبرید شده و باید از منبع تولیدكننده دریافت شود كه در نتیجه، بازده افزایش می‌یابد.انرژی جنبشی برگشتی، می‌تواند انرژی تلف شده توسط دیگر مقاومت‌های خودرو، نظیر نیروی پسا هوا را جبران كند. علاوه‌بر آن، از قابلیت توقف سریعتر و اخذ بیشتر انرژی برخوردار است.

ترمزهای بازیافتی شامل 3 جزء مختلف هستند كه عبارتند از:

1. دستگاه ذخیره كننده انرژی، برای نگهداری انرژی برگردانده شده در زمان ترمزگیری تا وقتی كه برای حركت دوباره مورد استفاده قرار گیرد

2. واسطه انتقال دهنده قدرت، برای انتقال انرژی چر‌خ‌ها به دستگاه ذخیره كننده

3. كنترل كننده شدت ترمز

مثلاً، سیستم ترمز هوندا، مجموعه‌ای است كه در آن، یك موتور الكتریكی DC بدون جاروبك، به طور مستقیم توسط شفت به موتور بنزینی متصل است. میل لنگ، توسط مجموعه‌ای از چرخدنده‌ها، به شفت حركت متصل است، شفت حركت نیز از طریق شفت‌های میانی و اتصالات سرعت ثابت، به چرخ‌ها متصل است، زمانی كه خودرو حركت می‌كند و ترمزها فشرده می‌شوند، ترمزهای بازیافتی درگیر می‌شوند. این حالت تا زمانی ادامه می‌یابد كه میانگین كاهش سرعت مورد نظر در حدود 0.1g تا 0.2g باشد.

در زمانی كه به كاهش سرعت بیشتری نیاز باشد، علاوه‌بر ترمزهای بازیافتی، ترمزهای دیسكی نیز نیروی ترمز اضافی را اعمال می‌كنند. این كار توسط موتور الكتریكی كه در حالت معكوس به صورت ژنراتور عمل می‌كند، صورت می‌گیرد. هنگامی كه پدال ترمز فشرده می‌شود، كلاچ‌ درگیر شده و حركت چرخشی چرخ‌ها از طریق سیستم انتقال قدرت به میل‌لنگ متصل می‌شود. بنابراین، حركت چرخشی چرخ‌ها به طور مستقیم به موتور الكتریكی انتقال می‌یابد كه اكنون به عنوان یك ژنراتور عمل كرده و در نتیجه، شروع به تولید الكتریسیته‌ای می‌كند كه در باطری‌ها ذخیره می‌شود. این الكتریسیته، فرایند مقاومتی را در برابر چرخش ایجاد می‌كند.

به كار بردن تایرهاى خاص

 تایرهای اكثر خودروها بهینه سازى شده اند براى سطوح صاف با كمترین نویز و چسبندگى خوبى نیز در اكثر شرایط محیطى دارند.ولى این تایرها موجب به وجود آمدن نیروى درگ مى شوند.

خودروهاى هیبریدى از یك تایر مخصوص استفاده مى كنند كه سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادترى نسبت به تایرهاى معمولی دارد.نتیجه این كار باعث كاهش نیروى درگ به نصف نسبت به تایرهاى معمولى میشود. 

به كار بردن مواد سبك وزن

كاهش وزن كل خودرو یكی از راه هاى ساده براى افزایش راندمان و كارایى خودرو است.خودروهاى سبكترزمانى كه در حال شتاب گیرى هستند یا در حال بالا رفتن از یك سر بالایى انرژى كمترى نسبت به خودروهاى سنگینترمصرف مى كنند.مواد كامپوزیت مانند فیبر كربن یا فلزات سبك وزن مانند الومینیوم  و منیزیم مى توانند در كاهش وزن خودرو به كار روند.