Больше двигателей, хороших и разных… Часть 3
Больше двигателей, хороших и разных… Часть 1
HYBRID SYNERGY DRIVE
Силовая установка смешанного типа Hybrid Synergy Drive — это, в буквальном переводе, гибридный синергетический двигатель. Ее название можно по смыслу перевести на русский язык как «силовая установка смешанного типа с эффектом высокорезультативного взаимодействия подсистем». Она была впервые изобретена, разработана и запатентована нашим бывшим соотечественником. Александр Северинский, эмигрировавший в США, в 1994 г. успешно получил патент. Компания Toyota Motor, впрочем, и по сей день утверждает, что разрабатывала аналогичную систему самостоятельно. Авторы придерживаются того мнения, что такое утверждение вполне может быть правдой — история человечества знает немало случаев, когда похожие или даже одни и те же открытия и конструкции делались практически одновременно в разных местах земного шара. Изящество инженерного решения Hybrid Synergy Drive — это реализация автоматического плавного управления крутящим моментом и режимами работы нескольких двигателей. Как уже упоминалось, HSD совмещает в себе несколько различных моторов — электрических и бензинового, и реализует их работу в оптимальных диапазонах оборотов с целью получения максимального итогового КПД с минимальным воздействием на природу.
Важной особенностью ДВС также является то, что он работает по циклу Аткинсона, а не по циклу Отто, как обычные двигатели. Если работа двигателя организована по циклу Отто, то на такте впуска поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, благодаря которому происходит всасывание в него воздуха и топлива. При этом в режиме малых оборотов, когда дроссельная заслонка почти закрыта, появляются так называемые насосные потери. (Чтобы лучше понять, что это такое, попробуйте, например, втянуть воздух через зажатые ноздри). Кроме того, при этом ухудшается наполнение цилиндров свежим зарядом и соответственно повышается расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу. Когда поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), впускной клапан закрывается. В ходе такта выпуска, когда открывается выпускной клапан, отработанные газы еще находятся под давлением, и их энергия безвозвратно теряется — это так называемые потери выпуска.
В двигателе Аткинсона на такте впуска впускной клапан закрывается не вблизи НМТ, а значительно позже. Это дает целый ряд преимуществ. Во-первых, снижаются насосные потери, так как часть смеси, когда поршень прошел НМТ и начал движение вверх, выталкивается назад во впускной коллектор (и используется затем в другом цилиндре), что снижает в нем разрежение. Горючая смесь, выталкиваемая из цилиндра, также уносит с собой часть тепла с его стенок. Так как длительность такта сжатия по отношению к такту рабочего хода уменьшается, двигатель работает по циклу с увеличенной степенью расширения, при котором энергия отработанных газов используется более длительное время, т. е. с уменьшением потерь выпуска. Таким образом, получаем лучшие экологические показатели, экономичность и больший КПД, но меньшую мощность. Но в томто и суть, что мотор гибрида Toyota функционирует в малонагруженных режимах, при которых этот недостаток цикла Аткинсона не играет большой роли.
Продолжение статьи читайте в июльском номере журнала "Наука и техника". Электронную версию журнала можно приобрести здесь.
Новинка на нашем сайте - монографии-фотоальбомы Анатолия Верстюка, посвященные эскадренным миноносцам.
