Газель гибрид своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Гибриды и электромобили пока еще в диковинку не только у нас, но и в большинстве стран мира. А парк автомобилей огромен, и служить он будет еще многие десятилетия, невзирая на всевозможные экологические конвенции и соглашения пока не иссякнет последняя капля нефти в нефтяных вышках.

Оригинальная констнрукция, заря автомобилизма. Видите, Балаганов, что можно сделать из простой швейной машинки Зингера? Небольшое приспособление - и получилась прелестная колхозная сноповязалка.

Компания Poulsen Hybrid предложила превратить обычные автомобили с двигателем внутреннего сгорания в полноценные гибриды. И тем самым добиться экономии топлива в 20%. Представители компании утверждают, что их решение намного выгоднее покупки нового гибридного автомобиля.

Компания предлагает с легкостью превратить любой автомобиль в гибрид с помощью набора Power Assist System, который состоит из двух дисковидных электромоторов постоянного тока. Электромоторы устанавливаются на задние колеса с помощью специальных переходников. В качестве источника тока для электромоторов используется дополнительный аккумулятор, размещаемый в багажнике автомобиля вместе с двумя контроллерами режима работы электродвигателей. Батарея заряжается от обычной бытовой розетки.

Давайте подробнее взглянем на технические характеристики, после чего я объясню, почему перспективность этого изобретения лично у меня вызывает массу сомнений.

Итак, электромоторы можно установить на 95% ныне выпускаемых автомобилей, имеющих диаметр колесных дисков от 14 дюймов и выше. Вес одного мотора около 17 кг. Емкость литий-ионной батареи 4.3 кВт-часов. Зарядное устройство 96 В/ 10 А. Общий вес системы с аккумулятором около 90 кг. 13.5 л.с или 10КВт – суммарная мощность двух электромоторов.

Отвечая на все эти вопросы, понимаешь, что свой автомобиль таким образом ты тюнинговать не будешь. А кто тогда будет? Возможно, какие-нибудь тихоходные почтовые экипажи, в каких-нибудь странах и городах с дорогами гладким как паркет, очень дорогим бензином и ровным климатом. Что-то мне это напоминает… Матушка Европа?! Нужно отдать должное смелости изобретателей, которые пошли нестандартным путем, пытаясь сделать наш мир чище, даже если их намерения были более прагматичными и меркантильными. Мне же интуиция подсказывает, что мало найдется желающих уродовать свой любимый автомобиль таким вот странным и дорогим образом.

Кузов

Двигатель

Трансмиссия

Третью передачу используем для езды по городу, четвертую – по загородной трассе, вторую – по буеракам. Первая вообще никогда не используется, момент на колесах такой, что их просто прокручивает при легком касании акселератора!

Плита легко делается своими руками из толстолистовой стали или алюминия – достаточно наличия слесарных навыков среднего уровня, болгарки и дрели.

Переходную втулку, соединяющую валы электромотора и КПП, также сделать несложно с помощью дяди Васи-токаря и сварки – с одной стороны втулка должна совмещаться с валом электродвигателя, а с другой к ней приваривается шлицевая часть, вырезанная из диска сцепления той коробки, с которой мы соединяем электромотор.

Батарея

В свое время через свинец многие проходили – и я в том числе. Сейчас такие ошибки повторять никакого смысла нет. Стартерные батареи у меня начали помирать через пару месяцев, еле успел распродать за полцены, пока не потеряли емкость. Потом одно время использовал герметичные батареи от питания телекоммуникационных систем (источники бесперебойного питания сотовых вышек) – хватало на сезон, начинало расти внутреннее сопротивление… Поэтому, как только появился широкодоступный литий-феррум, все перешли на него. Лучшая удельная плотность энергии, умение отдавать и принимать большие токи, долговечность, морозостойкость. Но цены пока высоки, и батарея является самым дорогим узлом электромобиля – это нужно учитывать самодельщику…

Считаем:

30 ампер-часов х $1,5 = $45 за одну банку $45 х 30 банок = $1350 $ за всю батарею

В общем, батарея небюджетна, и это лишь емкость, пригодная для первых экспериментов – по-хорошему, её нужно увеличивать хотя бы вдвое.

Прочие узлы

Собственно, помимо мотора, трансмиссии и батареи в простейшем электромобиле имеется еще ряд узлов – как необходимых, так и устанавливаемых по желанию. Категорически необходимым является, конечно же, контроллер управления двигателем. В простейшем варианте он может быть изготовлен самостоятельно на относительно недорогих и широко распространенных деталях, а датчиком педали газа послужит датчик угла поворота дроссельной заслонки от инжекторного ВАЗа. Можно купить контроллер у отечественных самодельщиков, выписать фабричный из Китая или заказать с eBay бэушный брендовый блок от Curtis – обойдется модуль в 250–300$.

Дополнительных узлов, которые не являются обязательными для пробной (а то и вообще!) поездки – немало. Например, печка, из которой выкидывается жидкостный радиатор и устанавливается вместо него электрический ТЭН. Или, скажем, вакуумный насос для усилителя тормозов. Поскольку двигатель внутреннего сгорания на машине отсутствует, исчезает и разрежение впускного коллектора, необходимое для работы вакуумного усилителя тормозов. Поэтому многие самодельщики ставят электрические вспомогательные насосы ВУТ, заимствованные от машин типа Volvo XC90, Ford Kuga и т. п.

Цены и деньги

Ну или, скажем, следующая планка — Hyundai Solaris. Новым он стоит от 600 000 рублей, что составляет около 9 200 $. Подобную же сумму придется затратить, если строить электромобиль на базе более-менее свежего кузова иномарки, который прилично выглядит снаружи и имеет не убитый салон, купив к этому кузову хороший американский электромотор, надежный фирменный контроллер Curtis и набрав емкую батарею. Однако на выходе – в общем-то, почти то же самое, что и в первом случае… У Соляриса в козырях максимальная скорость и динамика, возможность пополнять запас топлива повсеместно, а не только в личном гараже, где есть розетка, все преимущества новой и надежной машины с массой функциональных удобств, гарантии и прочее. Самоделка же, пусть и более приличная внутри и снаружи, остается самоделкой – машиной с существенными ограничениями по дальности пробега и возможности заправки, вечным конструктором, тренажером для рук и ума.

Выводы

С точки зрения приложения рук и ума для человека, любящего автомобили и технологии, постройка электромашины, безусловно, оправдана! Хобби это, конечно, затратное, но все познается в сравнении — причем, в сравнении не с олигархическими крайностями вроде коллекционирования яичек Фаберже, а со вполне распространенными и массовыми техническими прикладными увлечениями. Скажем, любителю рыбалки средненькая надувная лодчонка с подвесным двигателем известной марки сил эдак в десять выльется как минимум в две трети простейшего электромобиля.

Хороший квадрокоптер с камерой стоит не меньше. На этом фоне постройка электромобиля ничуть не выделяется – нормальная такая мужская забава…

Однако, пока не подешевели эффективные батареи и не распространились недорогие комплекты тяговых моторов и контроллеров, как это произошло с китами для электровелосипедов, электромобиль гаражной постройки в отношении стоимости эксплуатации вряд ли будет серьезным конкурентом бюджетным бензиновым авто и тем более – газифицированным машинам… В случае стремления к экономии вложиться в установку пропанового газового оборудования – проще и выгоднее…

Фото любезно предоставил американский самодельщик Брюс, тщательно документировавший все этапы постройки в домашних условиях своего электромобиля на базе пикапа-хэтчбека Suzuki Mighty Boy 1985 года.

Идея о создании и серийном выпуске автомобилей с гибридной силовой установкой все-таки удалась, и несмотря на скептические отзывы, гибридные автомобили работают и экономят топливо, сохраняют окружающую среду, и зарабатывают деньги для производителей дорогих аккумуляторов. То, что гибридные двигатели пошли в крупную серию уже само по себе говорит о том, что проект не безнадежен и имеет более-менее светлое будущее. Что представляют собой гибридные автомобили, разберемся вместе.

Содержание:

Состав гибридного силового агрегата

Гибридный двигатель представляет собой целый комплекс механизмов и узлов, и разработан для того, чтобы экономить топливо для двигателя внутреннего сгорания и существенно сократить вредные выбросы в атмосферу. Схематически, гибридная силовая установка состоит из:

Разработчики и производители гибридных силовых установок очень педалируют именно на качественных элементах конструкции. Это не зря, и мы позже поймем, почему. Весь комплекс устройств и механизмов контролируется и управляется электронной управляющей системой, которая следит за условиями движения автомобиля и адаптирует к ним работу всех элементов.

Принцип работы гибридного автомобиля

Принцип работы гибридного силового агрегата лучше всего рассматривать на уже реализованном, серийном проекте, а не на прототипах, потому что этот автомобиль уже прошел испытания и признан пригодным к использованию на дорогах общественного пользования. Речь идет об автомобиле Lexus RX400h. Вот, как он выглядит.

А вот схема его работы — при трогании с места и на малых оборотах автомобиль приводится в движение только электрическим двигателем. Как только скорость доходит до определенного значения, блок управления фиксирует повышение напряжения, исходящего из генератора, и перераспределяет крутящий момент между бензиновым двигателем и электрическим. Как только скорость падает ниже установленной нормы, бензиновый двигатель выключается, и опять всю работу проделывает электродвигатель. Вкратце, это выглядит именно так.

Работа гибридного силового агрегата в разных режимах движения

Во время движения работают оба двигателя, а мозги автомобиля перераспределяют энергию между ними, в зависимости от нагрузки, при этом, если напряжение на аккумуляторах падает, часть электричества от генератора поступает для их зарядки. При резком разгоне электромотор еще активнее включается в работу, обеспечивая дополнительный прирост мощности.

Самое интересное происходит при торможении. Кинетическая энергия торможения используется для зарядки аккумуляторов. Откуда она берется? Очень просто — ее вырабатывают электродвигатели, которые при торможении работают, как генераторы. Такая система накопления энергии очень эффективна в городских условиях, когда приходится часто разгоняться и часто тормозить. В этом Лексусе нет традиционной коробки передач только по одной причине — экономия кинетической энергии. КПП расходует довольно большое ее количество на преодоление силы трения. Вот именно поэтому в процессе разработки особое внимание уделялось качеству каждого элемента конструкции.

Своими руками

Создать гибридный автомобиль своими руками — идея очень заманчивая, но практически неосуществимая даже при наличии очень хорошей ремонтной базы. Приварить и отрезать можно что угодно и откуда угодно, но гибридный силовой агрегат подразумевает огромное количество электроники, которую разрабатывал не один человек, и не один день. Только поэтому гибридные двигатели и получили распространение — из-за высокого уровня технологической оснащенности.

Тем не менее, предлагаются своего рода альтернативные варианты гибридной силовой установки, которые по большому счету таковой не являются. Не так давно в Штатах был налажен мелкосерийный выпуск специальных китов, которые без внесения кардинальных изменений в конструкцию автомобиля могли предложить что-то, подобное гибридному двигателю. Набор состоит из:

комплекта дополнительных электрических двигателей, которые интегрируются в задние колеса
переднеприводного автомобиля;
дополнительные аккумуляторы, обеспечивающие питанием электромоторы;
дополнительный генератор повышенной эффективности;
система управления, способная интегрироваться в базовую систему управления автомобиля.

Вся система работает по принципу, похожему на фирменные гибридные установки. Автомобиль трогается с места при помощи электрической тяги, и движется на аккумуляторах вплоть до скорости 70 км/ч, и только после этого подается команда на автоматический запуск ДВС. Конструкция гораздо примитивнее, чем полноценный гибридный мотор, но тоже помогает экономить топливо и тоже создает прирост мощности при наборе скорости. Эффективность ее работы на порядок ниже, но возможность такая есть.

Это уже приятно, и вполне возможно, что и наши девятки и Волги тоже впишутся в ряды зеленого транспорта. Пока этого не случилось, нам придется экономить топливо доступными нам методами, а разгоняться доступными лошадиными силами. Берегите бензин, и удачи на дорогах!

Компания Netgain Motors, которая занимается производством электродвигателей, начала продажи специального гибридного набора. С помощью не сложных манипуляций вы можете переделать любой автомобиль старше 1996 года с автоматической коробкой передач в электрический гибрид.

Система состоит из простого электродвигателя, ротор которого представляет собой часть карданного вала соединяющего двигатель внутреннего сгорания и заднюю ось автомобиля.

В пресс-релизе фирмы формулировка звучит несколько иначе - “ двигатель устанавливается между коробкой передач и задней осью подвески автомобиля ”, что в принципе означает тоже самое, но дает нам понимание что двигатель внутреннего сгорания находится за коробкой передач, а адаптивный электродвигатель может работать на разных (высоких оборотах) обеспечивая необходимый момент в нужный момент времени.

Основные преимущества системы:

- вы не почувствуете никакой разницы при вождении автомобиля .
В автомобиль устанавливается блок управления гибридной установкой, который сам принимает решение в каком режиме будет работать электромотор и как будет работать гибридная система.
- вам не надо тратить много денег на покупку нового гибридного автомобиля
- вы в праве выбирать любое количество аккумуляторных батарей регулируя таким образом емкость, а значит и количество сэкономеленной энергии. Естественно емкость влияет и на время зарядки. Зато у вас остается возможность сэкономить выбрав батареи любого качества и любого производителя.

Новая система называется EMIS (Engine Motor Interface System) - система управления электродвигателем и двигателем внутреннего сгорания автомобиля.

Для работы системы в подкапотное пространство устанавливается компьютер системы - который работает в связке с бортовым компьютером автомобиля. Компьютер сам определяет момент в которые необходимо задействовать электродвигатель для наиболее эффективной экономии топлива. Учитывается множество параметров: скорость автомобиля, обороты двигателя внутреннего сгорания, нагрузка на двигатель, позиция педали газа, количество воздуха и другая важная информация.

Не совсем понятно может ли система двигаться только за счет силы электродвигателя, понятно лишь что при наличии компьютера ее можно запрограммировать как угодно.

Как ни странно производитель рекомендует использовать данную систему на больших автомобилях с большим потреблением топлива - вэны, внедорожники, пикапы.

Эффективность системы заметна только на высокомощных автомобилях, на малолитражках прирост не велик.

Как заверяет производитель, система может быть установлена менее чем за один день. При этом в наличии всегда есть необходимый набор компонентов - электромотор, контроллер, корпус для аккумуляторов, аккумуляторы, провода и разъемы.

Очень важно правильно закрепить мотор (под правильным углом), поэтому мотор должен устанавливаться на авторизированном сервисном центре.
Аккумуляторы так же должны быть жестко закреплены на раме автомобиля.
Для крепления под днищем автомобиля устанавливаются специальные направляющие рельсы, который жестко держат электродвигатель и бокс с батареями.

На данный момент система не обладает функцией рекуперации энергии, то есть рассчитана только на зарядку в стандартных местах стоянки.

Примерно вы можете рассчитывать на пробег в одну милю на зарядке 2 Ампер часов. То есть если у вас батареи на 200 Ампер часов, то они смогут обеспечить вам экономию на 100 миль пробега при одной зарядке.

Компания Netgain Motors заверяет что их система окупается за 18 - 24 месяца, но это только при активном использовании автомобили (пробеге около 100 км в день). Если автомобиль используется редко, экономия будет не значительна, а окупаемость будет низкая.

Специалисты компании постоянно собирают данные о модифицированных автомобилях.

Новая технология хранения логов использования автомобиля позволяет техническим специалистам настроить конкретно ваш автомобиль с высокой эффективностью, а так же собрать общую информацию о всех автомобилях, которая поможет модифицировать систему и увеличить эффективность.

Если в автомобиле есть модуль GPS система EMIS может записывать где, когда и как двигался автомобиль. Далее специалистами фирмы сравниваются данные пробега, время простоя (в пробках и на стоянках), скорость, время использования электродвигателя, экономию топлива, показатели разгона и торможения и др, изменяя настройки системы.

Сейчас специалисты компании уже ведут работы по разработке такого же подключаемого привода для автомобилей с передним приводом.

Можно догадаться, что скорее всего привод будет состоять из задней оси колес с редуктором и мотором, который напрямую будет передавать усилие на задние колеса.

Ждем новых разработок и новшеств с нетерпением, и помним что хорошая идея всегда может найти реализацию в наших золотых руках.

Читайте также: