Одним из наиболее интересных решений является гибридное транспортное средство, то есть с электродвигателями, расположенными рядом с классическим двигателем внутреннего сгорания.
Toyota HV-M4 (1999): особенности
Многие компании, всячески подчеркивая свое присутствие на современном рынке, пробовали создавать гибридные автомобили еще два десятилетия назад, видя в них не столь отдаленное будущее автомобилестроения. Компания Toyota тоже так делала. Ее модель называлась HV-M4 и являлась первым в мире полноприводным гибридным автомобилем.
Помимо интересного внешнего вида и оснащения автомобиля, стоит сосредоточить внимание на технических решениях, в основном на двигателе. Объединение агрегата внутреннего сгорания с парой электродвигателей — это устранение проблемы зарядки аккумулятора. Высокоэффективный бензиновый двигатель подает основную мощность на электрические агрегаты, первый из которых приводит в движение передние колеса автомобиля, а второй — задние.
Подключенная к системе трансмиссия CVT оснащена устройством распределения мощности, благодаря которому энергия, вырабатываемая двигателем, передается на электродвигатель или через так называемый инвертор для аккумулятора. Все зависит от текущих энергетических потребностей двигателя.
При обычном вождении специальный электронный блок управления (ECU) показывает уровень заряда аккумуляторной батареи. Если по какой-то причине он слишком низкий, определенная часть мощности, вырабатываемой двигателем внутреннего сгорания, направляется непосредственно на аккумуляторную батарею. Благодаря использованию электродвигателя, расположенного в передней части автомобиля, в качестве классического генератора электроэнергии, крутящий момент увеличивается и заряжает аккумулятор.
При движении на полном газу, то есть при ускорении, аккумуляторе подает питание на передний агрегат. Благодаря этому на передние колеса передается большая доза энергии. Но если возникает ситуация, когда требуется больше мощности, задний мотор также будет периодически активироваться. При движении с малой мощностью (например, при движении под гору или движении с малой скоростью) двигатель использует только часть своих возможностей. Тогда автомобиль приводится в движение только передним электродвигателем, работающим от аккумулятора.
При торможении обе пары колес приводят в действие соответствующие двигатели. Действуя по принципу генераторов, они преобразуют кинетическую энергию колес в электрический ток и подают его на аккумулятор через соответствующие инверторы. Таким образом, даже малейшая возможность накопить электроэнергию не будет упущена.
Патент на полноприводную трансмиссию был создан в HV-M4 весьма специфичным образом. При обнаружении любого проскальзывания передних колес автомобиля мощность, подаваемая на переднюю ось, автоматически снижается. Это связано с изменением направления мощности, вырабатываемой двигателем. Опять, передний двигатель используется в качестве генератора для поглощения мощности двигателя и выработки электроэнергии для привода заднего двигателя. Результатом этих действий является передача мощности от передних колес к задним колесам и предотвращение заноса.
Каковы преимущества гибридной системы, используемой в модели HV-M4?
Что ж, это не только позволяет значительно сократить расход топлива и колоссально снизить выбросы выхлопных газов, но и дает множество других практических преимуществ. Например, наличие трех внутренних и одной внешней розеток (каждая по 100 В) позволяет использовать вырабатываемую электроэнергию.
Таким образом, можно подключить различные бытовые приборы, такие как: микроволновая печь, фен, бритва или телевизор. Также можно было питать устройства, которые более полезны, чем бытовые приборы, такие как инвалидные коляски или медицинское оборудование. Так что HV-M4 мог выполнять функции машины скорой помощи и кемпера.
Кроме того, несмотря на высокое потребление электроэнергии, транспортное средство никогда не требует внешней подзарядки, поскольку представляет собой своеобразный генератор, поставленный на четыре колеса.
