Una solución exitosa para la implementación de una unidad híbrida paralela de Hybrid Synergy Drive (HSD) fue encontrada por los desarrolladores de Toyota preocupación. Los ingenieros de la empresa son un esquema paralelo, que combina en su actuador las mejores cualidades de la construcción en serie y en paralelo.

Los desarrolladores de la unidad paralela tomaron el diagrama de un híbrido paralelo y agregaron un divisor de poder (mecanismo planetario) y un generador separado.  Como resultado de este desarrollo, el híbrido adquiere funciones de una transmisión en serie, donde el coche está realizando un parpadeo y conduciendo a bajas velocidades, solo para el empuje del motor eléctrico. El motor de combustión interna se activará cuando el vehículo esté a una velocidad constante o a velocidades elevadas.

En los modos de alta carga, (como la montaña, la aceleración, etc.) el híbrido comienza a funcionar como un paralelo, alimentando el motor eléctrico de la batería. El tren de impulsion hibrido proporciona un generador separado que se utiliza para cargar la bateria.  El motor eléctrico entra en el trabajo sólo para la tracción de la rueda y para la recuperación de la energía (frenado regenerativo).

El mecanismo planetario permite que una porción de la energía sea transferida a las ruedas principales, y el resto al generador, que carga la batería o alimenta el motor eléctrico.

En diferentes condiciones de tráfico para una operación óptima, la fuente de alimentación de ambas fuentes está regulada por el sistema informático de a bordo. En tal circuito paralelo, el IVS solo se activa en los regímenes más eficientes, y la mayoría de las veces el híbrido funciona en el motor eléctrico. Por lo tanto, el sistema híbrido puede ser utilizado en un sistema híbrido con una capacidad inferior.

Toyota Prius es uno de los coches más famosos de Toyota con Hybrid Synergy Drive

Por su secuencia de transmisión paralela, los ingenieros de Toyota eligieron el motor, que no es estándar para la mayor parte del ciclo BAR Otto, sino en el ciclo Atkinson más económico.

Así, cuando el motor se está ejecutando en el ciclo Otto, el pistón a golpe de la entrada hacia abajo, crea un vacío en el cilindro que es succionado en él por el combustible y el aire. En modo de baja vuelta, con acelerador casi completamente cerrado, hay pérdidas bombeables.

Además, el aire fresco de los cilindros también se degrada, lo que lleva a un mayor consumo de combustible y aumenta las emisiones nocivas a la atmósfera. Cuando se alcanza el piston, el punto muerto inferior (NRMM) se cierra por la valvula de admision. Durante el tacto del escape, al abrir la válvula de descarga, el gas de escape sigue bajo presión, pero su energía se desperdicia. Este efecto se llama la pérdida del release.

En los motores del ciclo Atkinson, la válvula de admisión en el ciclo de admisión se cierra mucho más tarde que NRMM, que tiene una serie de ventajas innegables.

Se trata de una reducción en la pérdida de la bomba, ya que durante el pistón hacia arriba después de pasar NRMM, parte de la mezcla no se emite en un silenciador, sino que se empuja de nuevo al colector de admisión y se puede utilizar en otro cilindro. Además, se le quitará una mezcla combustible y una porción del calor de la pared del cilindro. A medida que la duración del reloj de compresión se reduce en relación a la carrera, el motor funciona en un bucle con un grado de expansión más alto. La energía del gas de escape se utiliza durante un período de tiempo más largo, es decir, la pérdida de la salida se reduce. Esto conduce a un mejor comportamiento ambiental, más eficiencia y eficiencia, pero menos capacidad. Pero esto realmente necesitaba ser alcanzado por los desarrolladores de la unidad paralela.  Dado que el motor de Toyota se utiliza sólo en modos de baja carga, las fallas del ciclo Atkinson tienen poco efecto.

Deficiencias en la unidad en paralelo secuencial

el mayor coste de los componentes;

la necesidad de un generador independiente;

La presencia de la unidad de batería masiva y global;

un sistema informático más sofisticado.

Datos interesantes sobre el diseño de la unidad híbrida paralela

El desarrollo de la unidad híbrida HSD de Toyota adquirió Nissan y Ford y utilizó el desarrollo de Nissan Altima y Ford Escape Hybrid.

El modelo Toyota Prius es el líder entre los vehículos híbridos con consumo de combustible en la ciudad de 4l/100 km. En general, este es el primer automóvil con tales medidas de economía de combustible, donde el consumo de combustible en el ciclo urbano es menor que el de la carretera.

Consistentemente paralelo al tren de potencia híbrido, gracias a la aplicación del elemento especial del motor eléctrico y el DSS (digamos, diferencial planetario asimétrico) para redistribuir los flujos de potencia salientes.  El dispositivo de coquería es capaz de redistribuir los flujos de energía entre el motor térmico y la unidad eléctrica y los dos puntos de flujo a las ruedas de conducción (electromecánica y mecánica), mientras que pasa la potencia en cualquier dirección.

Tal esquema es bueno en que permite operar tanto de una fuente de energía como de dos lados, y el momento puede ser transmitido tanto como un motor eléctrico y un motor de combustión interna, o uno de ellos (cualquiera).

Un esquema de accionamiento híbrido especifica una alta economía de operación, mayor flexibilidad en diferentes modos de operación en el sistema de potencia de tracción. Pero, al mismo tiempo, este sistema de accionamiento paralelo secuencial requiere la creación de elementos mecánicos caros y complejos, y es suficiente tanto en el diseño como en la implementación.

El desarrollo y la implementación de unidades híbridas proporcionó una oportunidad para avanzar en el desarrollo del automóvil del futuro por varios pasos hacia adelante. Así, los vehículos híbridos han desarrollado baterías acumuladoras compactas e intensivas, nuevas tecnologías para la carga rápida de baterías de una fuente externa, sistemas de reutilización de energía adicionales, nuevos motores eléctricos potentes y los cuerpos más ligeros.




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