Гибридные автомобили: какими они бывают и зачем они нужны

Электромобили пока стоят дорого и требуют частой зарядки. Если вам нужен экономичный транспорт на каждый день, лучше присмотреться к гибриду. Рассказываем, как работает гибридный автомобиль, в чем его преимущества, и что нужно знать перед покупкой.

Принцип действия гибридного автомобиля

Слово «гибридный» означает «смешанный». Гибридные автомобили используют два источника энергии — горючие нефтепродукты и электричество. В таких машинах больше одного мотора. Силовые агрегаты работают вместе, передавая мощность на колеса через сложную трансмиссию.

Обычно электромотор помогает двигателю внутреннего сгорания в сложных ситуациях: при подъеме, при старте со светофора, при обгоне. Обороты основного мотора снижаются, замедляется износ, сокращается расход топлива, а динамика остается такой же или улучшается.

Принцип работы некоторых гибридов позволяет авто стартовать на электротяге. Лучшие модели проезжают до 50–100 км без запуска двигателя внутреннего сгорания — в городе они едут бесшумно, с нулевым выхлопом.

Есть и гибридные автомобили, в которых одна ось приводится бензиновым двигателем, а вторая — электрическим. Это позволяет повысить проходимость и улучшить управляемость, не усложняя схему автомобиля и почти не увеличивая расходы на его обслуживание.

Преимущества и недостатки гибридов

Главный плюс гибридного автомобиля — меньший расход топлива. Toyota Prius 2021 года потребляет 4,3 литров бензина на 100 км в смешанном цикле. Сопоставимая по мощности Skoda Octavia 1,6 MPI расходует 7,5 литров топлива в тех же условиях. При среднем годовом пробеге 16 000 км и стоимости бензина 50 рублей за литр машины потратят:

• Skoda Octavia — 7,5 * (16 000 / 100) * 50 = 7,5 * 160 * 50 = 60 000 рублей;
• Toyota Prius — 4,3 * 160 * 50 = 34 400 рублей.

Годовая экономия — 25 600 рублей.

Если учесть, что Toyota Prius может заряжаться от сети и проезжать около 30 км на электротяге, мы получим еще более впечатляющую цифру. Разделив среднегодовой пробег на число рабочих дней в году, получим 60 км в день. Половину из них гибрид проезжает на электричестве, затрачивая 5 кВт*ч энергии. Стоимость одного киловатта в Москве — 5,66 рублей. Тогда затраты равны:

• бензин — 4,3 * (8 000 / 100) * 50 = 17 200 рублей;
• электричество — (8000 / 30) * 5 * 5,66 = 7 550 рублей;
• итого — 17 200 + 7 550 = 24 750 рублей.

Годовая экономия — 35 250 рублей.

Сниженный расход топлива гибридных автомобилей — не единственный плюс. Гибриды дольше обходятся без заправки. Toyota Prius может добраться от Москвы до Санкт-Петербурга без посещения АЗС. Если гибридная машина может двигаться на электротяге, она шумит намного меньше бензиновой — комфортнее как для пассажиров, так и для окружающих. Кроме того, электромотор развивает максимальный крутящий момент на малых оборотах — гибрид быстрее стартует с места.

Минусы исходят из принципа действия гибридного автомобиля. Кроме двигателя внутреннего сгорания, ему требуются электромоторы, батареи, сложные агрегаты в трансмиссии и дополнительные блоки управления. Машина получается намного сложнее и стоит дороже. Стоимость подержанного Prius в нашем примере начинается от 1 миллиона рублей, новой Skoda Octavia — от 800 тысяч рублей, а б/у машины с бензиновым двигателем — от 450-500 тысяч рублей

Часто приходится слышать о том, что гибридные автомобили требуют больше затрат на ремонт. Это популярный миф, расходы на обслуживание даже ниже. Бензиновый двигатель работает в максимально щадящих условиях и изнашивается медленнее. Но проблема с ремонтом существует: в России пока мало автомехаников, которые специализируются на гибридном приводе и электромоторах. Приготовьтесь к тому, что на специализированном СТО будет очередь.

Классификация гибридных автомобилей по устройству

Микрогибриды

Вместо обычного стартера установлен мощный мотор-генератор. При плавном замедлении он вырабатывает электричество, заряжая батарею повышенной емкости. Двигатель внутреннего сгорания тратит меньше энергии на вращение обычного генератора или не тратит ее вовсе. Такую технологию устройства гибридов используют Mazda, Hyundai, BMW, Audi и другие бренды. Она сокращает расход топлива на 5–15 % в зависимости от манеры вождения.

Мягкие (умеренные) гибриды

Двигателю внутреннего сгорания помогает электромотор малой мощности до 30 лошадиных сил. Он включается в особо тяжелых условиях, чтобы снизить расход топлива и замедлить износ. Машина не может двигаться на электротяге. В лучшем случае она стартует бесшумно, а на скорости выше 5 км/ч запускается бензиновый двигатель. Источником питания служат компактные батареи или конденсаторы. Последние дешевле, надежнее и менее чувствительны к холоду. Технологию умеренного гибрида используют General Motors, Honda, BMW и даже Ferrari. Экономия топлива достигает 15–25 %.

Параллельный гибрид

Автомобиль может двигаться на чистой электротяге до 30–150 км без запуска двигателя внутреннего сгорания. Чаще всего дополнительный мотор установлен в силовом агрегате между основным двигателем и коробкой передач. Тогда его мощность невелика — до 50 лошадиных сил. Он работает самостоятельно, когда вы едете с постоянной скоростью 30–60 км/ч, без динамичных рывков. Такую конструкцию используют Volkswagen, Porsche, Audi и Mercedes-Benz.

Если электромотор установлен отдельно, его мощность не ограничивается — у некоторых моделей она превышает 200 лошадиных сил. Соответственно, вы получаете лучшую динамику на чистой электротяге. Такую технологию предпочитают Toyota, BMW и Lexus.

Иногда двигатель внутреннего сгорания и электромотор установлены на разных осях. Так удается получить полный привод с относительно простой механической схемой. Проходимость автомобиля повышается, расход топлива снижается, управляемость улучшается. По такой схеме работают гибридные авто Peugeot, Citroën, Nissan и FIAT.

Последовательный гибрид

Автомобиль всегда движется на электротяге. Запас хода — от 150–200 километров. Когда батарея разряжается, запускается двигатель внутреннего сгорания. Здесь он служит генератором, который не связан с колесами напрямую. Мотор работает в спокойном режиме при постоянных оборотах, поэтому изнашивается он намного медленнее, чем в обычных автомобилях. Расход топлива — от 1,5 до 3,5 литров на 100 км. Серийных примеров пока немного, можно вспомнить Chevrolet Volt и Opel Ampera.

Параллельно–последовательный гибрид

Такой гибридный автомобиль сочетает особенности двух конструкций. Когда он едет по ровной дороге с постоянным темпом, двигатель внутреннего сгорания вращает мощный генератор и заряжает батарею. Когда нагрузка повышается, включается электромотор, который ускоряет разгон и помогает преодолевать неровности. Такую схему довела до совершенства Toyota. Ее также можно встретить в Volvo и BMW.

Перспективы гибридизации

Гибридные автомобили изначально создавались для американского и японского рынков. Там были «обкатаны» технологии и испробованы разные варианты компоновки. Популярность гибридов растет — они появляются в других странах, включая Россию. Цена снижается, что делает их более доступными для широкой публики. В 2021 году гибридные машины стоит покупать ради их надежности, динамики и впечатляющего запаса хода. В ближайшие годы список преимуществ пополнится экономичностью. Если разница в цене будет окупаться за 4–5 лет, владеть гибридом будет намного выгоднее. Требования к двигателям внутреннего сгорания постоянно ужесточаются. Поэтому к 2030–2035 годам гибридные машины могут стать единственной альтернативой электрокарам.

Гибридные автомобили: считаем экономию в километрах

В прошлый раз мы рассмотрели, как появились гибридные автомобили, какими были основные вехи в их истории и какого уровня развития и популярности они достигли за последние годы. Сегодня же мы попробуем разобраться, так ли экономичен и выгоден гибрид, как его представляют.

Причины развития гибридных автомобилей сегодня

Обилие или по крайней мере наличие гибридных моделей в линейке многих автопроизводителей сегодня не воспринимается как нечто необычное. С другой стороны, круг потребителей этих продуктов, во всяком случае, в нашей стране, остается стабильно узким. Причиной тому можно назвать два основных фактора: низкая осведомленность и малая выгодность. Говоря «низкая осведомленность», мы не имеем в виду, что люди совсем не знают, что такое гибридный автомобиль. Мы имеем в виду то, что для широких масс гибрид – это некая «игрушка», средство выделиться из толпы или попробовать что-то необычное, но не автомобиль, который можно рассматривать для покупки. А еще от приобретения, как правило, отталкивает ценник и цифры топливной экономии, недостаточные для того, чтобы продать свои Жигули и пересесть на Prius первого поколения.

Вообще, говоря о развитии и популярности гибридов, стоит держать в уме один важный фактор – вынужденность. Возможно, так бы мы себе и жили, смотря на картинки с футуристичными автомобилями с двумя двигателями, бензиновым и электрическим, и думая, как это интересно, но сложно и не особо нужно.

Однако политики, уловившие «экотренд», решили иначе. Им стало недостаточно того, что в последних стандартах «Евро» на автомобильный выхлоп практически отсутствует сажа и значительно сократилось содержание всяческих вредных оксидов, например азота. Результатом стало ограничение на содержание CO₂, выбрасываемого в атмосферу с выхлопными газами, которое к тому же постоянно ужесточается.

Так, по последним соглашениям, выбросы планируется снизить с нынешних 130 г/км до 65-75 г/км примерно за 10-15 лет. А учитывая, что уже сегодня автомобили достаточно технологичны и экономичны, достигнуть таких показателей традиционными методами вряд ли удастся – придется призывать на помощь электричество.

Если раньше автопроизводители выкручивались как могли (вспомним хотя бы Aston Martin, запустивший в производство «перелицованную» Toyota iQ под именем Cygnet), то сейчас даже таких уловок будет недостаточно, чтобы экологи перестали грозить им пальцем и требовать заботы об окружающей среде. Именно поэтому гибриды стали одним из приоритетных направлений разработки не только для Toyota, но и, например, для Bugatti.

Экономическая обоснованность… или необоснованность?

Независимое издание Consumer Reports, целью которого является защита интересов покупателей, в прошлом неоднократно отмечало, что покупка бензоэлектрического автомобиля – не самое выгодное вложение денег. Еще в далеком 2006 году тесты, проведенные их экспертами, показали, что лишь четыре из семи представленных на испытания автомобилей реально могут сэкономить деньги своим владельцам, даже с учетом их естественного износа и старения, но при этом также и с учетом налоговых послаблений и поощрений, предлагаемых уже тогда правительством США.

Еще раз: четыре из семи. Это значит, что лишь чуть более половины гибридов вообще имели экономическую обоснованность их приобретения, остальные лишь больше стоили, были дороже в ремонте и обслуживании и при этом потребляли практически столько же бензина, сколько и их «традиционные» аналоги.

«Но отбросим же субъективность, – воскликнут некоторые читатели, – ведь с тех пор прошел уже почти десяток лет, а за это время прогресс шагнул далеко вперед, наступив на горло двигателю, без меры пьющему бензин». Или нет? Хм… обратимся к тому же Consumer Reports 2014 года, когда на тесты попал новый Highlander от Toyota, оснащенный гибридной силовой установкой Synergy Drive. Испытатели теперь были вполне довольны его энерговооруженностью и топливной экономичностью – машина получила высокие оценки и вообще всех впечатлила.

А теперь перейдем к сухим цифрам: расход обычного бензинового Highlander с полным приводом и таким же V6, как и в гибриде, в смешанном режиме составил 11,8 литра на «сотню». Так сколько же потреблял автомобиль с электродвигателями (их там, кстати, целых три)? Четыре литра? Ну, может, шесть? Семь? Правильный ответ: 9,4.

То есть вся эта история с тремя дополнительными электродвигателями, сложной системой управления их работой, измененной в угоду этому трансмиссией, возросшей массой и прочими радостями была ради того, чтобы сэкономить – будем точными – 2,4 литра на сто километров пути? Серьезно? Ладно, а сколько надо доплатить за обладание таким эксклюзивом? Десять тысяч долларов? Спасибо, мы подумаем и перезвоним вам позже.

И дело даже не в том, что трехлитровый дизельный Land Cruiser Prado будет «есть» 8 литров на «сотню». И не в том, что вы при этом будете избавлены от лишних сложностей вроде мыслей об обслуживании батарей и электродвигателей и подбора экономичного режима передвижения. Дело вообще непонятно в чем.

Тогда зачем это всё?

Хотя нет, понятно. Лучше всего это сформулировал один из владельцев Lexus RX450h из Сан-Франциско – этот отзыв я нашел на одном из популярных американских сайтов: «В конце концов, вы покупаете гибрид не для того, чтобы сэкономить деньги, это абсолютно неверная причина. Вы покупаете его ради дополнительной мощности, дополнительной тишины в салоне, экологических преимуществ и редкости автомобиля».

Да, именно за пресловутую «эксклюзивность», возможность «поддать жару» при разгоне, задействовав несколько двигателей сразу, а после этого постоять в пробке в полной тишине, катясь при необходимости исключительно на электротяге, люди и покупают такие автомобили. Согласитесь, в этом что-то есть. То есть, конечно, крутизну первобытного рева атмосферного американского V8 и кайф от бокового скольжения на теплой и ламповой Toyota Supra с 1JZ-GTE никто не отменял. Но у каждой эпохи свои «приколы», и вот «прикол» начала XXI века – это «электросила».

Но это тренд прогрессивной общественности развитых стран Запада и Востока, а у нас, как всегда, свой путь. Не зря еще в 2011 году президент альянса Renault-Nissan Карлос Гон открыто заявил, что перспектив у гибридных автомобилей (и электромобилей тоже) в обозримом будущем в России нет – большое количество добываемой нефти и отсутствие государственной поддержки не способствуют повышению интереса к ним у населения, а обширность территории усложняет построение развитой сети электрических «заправок».

Не всё так плохо

Но вернемся к экономии. Highlander – не самый лучший и объективный пример достижений в сфере гибридостроения. Лучший, конечно, Prius. А он (опять же, по заявлению производителя) обещает стабильно крошечный расход как в городском, так и в загородном цикле – от 3,7 до 3,9 литра на сто километров пути. Даже если скептически прибавить к этим показателям еще процентов двадцать, все равно потребление топлива не должно выходить за рамки пяти литров, что тоже весьма приятно. Правда, цена… 1,6 миллиона рублей за начальную комплектацию не могут не вышибить скупую слезу у кого угодно. Хотя хватит, утереть слезы! Мы же уже решили, что не ради экономии гибрид покупаем. А вообще, конечно, хотелось бы…

Источник https://www.rolf.ru/blog/kak_rabotaet_gibridnyi_avtomobil__princip__osobennosti__rashod_topliva/

Источник https://www.kolesa.ru/article/gibridnye-avtomobili-schitaem-jekonomiju-v-kilometrah-2015-04-17

Источник

Источник