混合动力车探秘
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2006款本田Insigh混和动力汽车
Consumer Guide and Publications International, Ltd. 供图
2006款本田Insigh混和动力汽车
最近您是否有这样的体验,把车开到加油站,结果被超高的汽油价格吓住了?当计价器上的金额逐渐跳过150、200、250甚至300元,也许您会考虑拉点活儿,以便赚点汽油钱。 也许您还担忧自己的车也是造成温室效应的元凶之一。

汽车业已经有了解决这些问题的技术。 那就是混合动力车。 如今市场上已有很多车型,大部分汽车制造商都宣称要制造混合动力车。

混合动力车的工作原理是怎样的? 发动机罩下究竟是什么,以至于可以让每升汽油比普通汽车多行驶8或12公里? 它能减少污染的原因仅仅是因为油耗低吗? 在本文中,我们将帮助您理解此项技术的工作原理,甚至还会教您一些小技巧,让您驾驶混合动力车时尽可能提高燃料效率。


混合动力车探秘

从某种意义上来说,许多人可能已经拥有了混合动力车。例如,机动自行车(机动的脚踏自行车)就是一种混和动力车,因为它结合了汽油机的动力和人力。 实际上,混合动力车就在我们身边。 我们看到的大部分用来牵引火车的机车都是柴油-电动混和动力。 西雅图等城市中有柴油-电动公共汽车——它们可以从头顶的电线中获得电能,当它们脱离电线时,也可以依靠柴油行驶。 大型采矿卡车通常是柴油-电动混合动力车。 潜水艇也是混和动力车——其中一些是核能-电动,另一些是柴油-电动。 任何车辆,只要结合了两种或以上的动力源,可以直接或间接地产生推力,都是混合动力。

现在的大多数混合动力车都是汽油-电动混合动力车,不过法国汽车制造商标致-雪铁龙计划推出两款柴油-电动混合动力车。 由于在您当地经销商那里看到的一般都是汽油混合动力车,因此我们将在本文中重点关注这种类型的混合动力车。

顾名思义,汽油-电动混合动力车就是汽油驱动汽车和电动汽车的结合体。 我们首先展示几张插图,以解释汽油驱动汽车和电动汽车之间的差别。

汽油驱动汽车有一个油箱,向发动机提供汽油。发动机先转动变速器,变速器再转动车轮。


汽油驱动汽车
将鼠标移到部件上可看到三维效果图

而电动汽车有一组电池,为电动机提供电能。 电动机转动变速器,变速器转动车轮。


电动汽车
将鼠标移到部件上可看到三维效果图。

混合动力是一种折衷技术。 它试图提高汽油驱动汽车的燃料经济性,降低其排放,同时又克服电动汽车的缺点。

汽车必须至少满足以下要求,才能给生活带来便利。 汽车应能够:

  • 充足燃料后能行驶至少482公里
  • 补充燃料快捷方便
  • 跟上其他交通工具的速度

汽油驱动汽车能满足这些要求,但它同时也产生了大量污染物,而且一般油耗较大。 不过,电动汽车几乎没有污染,但每次充电后只能行驶80-160公里。 而且,电动汽车的车速很慢,充电也不方便。

汽油-电动汽车将这两种车的设备结合在一起,充分利用了汽油动力和电动力。

混合动力车的结构

汽油-电动混合动力车包含以下部件:

  • 汽油机——混合动力车上的汽油机与大多数汽车上的汽油机非常类似。 不过,混和动力汽车上的发动机体积较小,使用先进技术来减少排放,提高效率。

  • 油箱——混合动力车上的油箱是汽油机的能量存储设备。 汽油的能量密度比电池要高得多。例如,约454公斤的电池所存储的能量只与约4.5升(3公斤)的汽油相当。

  • 电动机——混合动力车上的电动机非常复杂。 先进的电子元件使其既能作为电动机,也能作为发电机。 例如,如果需要,它可以从电池中吸取能量,加快车速。 但如果作为发电机,它又能使车辆减速,将能量返回给电池。

  • 发电机——发电机类似于电动机,但它仅仅产生电能。 它主要用在串联混和动力上(参见下文)。

  • 电池——混合动力车中的电池是电动机的能量存储设备。 与油箱中的汽油不同,汽油只能驱动汽油机,而混和动力汽车上的电动机可以将能量输送到电池,也可以从电池中吸取能量。

  • 变速器——混合动力车上的变速器的基本功能与传统汽车上的一样。 一些混和动力车(如本田Insight)使用常规变速器。 另一些混合动力车(如丰田普锐斯)使用的变速器则完全不同,下文将介绍这种变速器。

梅赛德斯-奔驰M级HyPer混合动力概念车
戴姆勒-克莱斯勒公司供图
梅赛德斯-奔驰M级HyPer混合动力概念车

您可以将混和动力汽车上的两种动力源以各种不同的方式结合。 一种方式称为并联混和动力,油箱向发动机提供汽油,电池向电动机提供动力。 发动机和电动机可以同时转动变速器,然后变速器转动车轮。

下面的动画显示了典型的并联混合动力。 您会注意到,油箱和汽油机连接到变速器。 电池和电动机也独立地连接到变速器。 因此,在并联混和动力中,电动机和汽油机都可以提供推力。


联混合动力车
将鼠标移到部件上可看到三维效果图。

通过对比,可以看出,在串联混和动力(如下)中,汽油机转动发电机,发电机可以为电池充电,也可以驱动电动机,电动机又驱动变速器。 这样,汽油机永远不会直接驱动车辆。

请看串联混合动力的插图,从油箱开始,您会看到所有部件在一条线上,最终连接到变速器。

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串联混合动力车
将鼠标移到部件上可看到三维视图。

混合动力车的结构很好地约束了两种动力源,从而提高了效率,并满足大部分人对车的性能要求。 接下来,我们将了解它如何做到这一点。




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