Udane rozwiązanie do wdrożenia równoległego napędu hybrydowego hybrydowego napędu Synergy Drive (HSD) zostało znalezione przez twórców troski Toyoty. Inżynierowie firmy są systemem równoległym, łączącym w ich siłowniku najlepsze cechy zarówno seryjnej, jak i równoległej konstrukcji.
Twórcy równoległego napędu wzięli schemat równoległej hybrydy i dodali rozdzielacz mocy (mechanizm planetarny) i osobny generator. W wyniku tego rozwoju, hybrydy nabywa funkcje transmisji szeregowej, w których samochód wykonuje przytłumianie i jazdę przy niskich prędkościach, tylko dla elektrycznego ciągu ruchowego. Silnik spalinowy wewnętrznego spalania włącza się, gdy pojazd jest w stałej prędkości lub przy dużych prędkościach.
W trybach wysokiego obciążenia, (takich jak góra, przyspieszenie itp.) hybryda zaczyna działać jako równoległy, napędzający silnik elektryczny z akumulatora. Hybrydowy układ napędowy zapewnia osobny generator, który służy do ładowania akumulatora. Silnik elektryczny wkracza do pracy tylko dla napędu kół i do odzyskiwania energii (hamowanie regeneracyjne).
Mechanizm planetarny pozwala na przeniesienie części mocy do głównych kół, a pozostałą część do generatora, który albo ładuje baterię, albo zasila silnik elektryczny.
W różnych warunkach ruchu dla optymalnego działania, zasilacz z obu źródeł jest regulowany przez pokładowy system komputerowy. W takim układzie równoległym, IVS jest aktywowany tylko w najbardziej wydajnych reżimach, a przez większość czasu pracuje hybryda na silniku elektrycznym. W związku z tym system hybrydowy może być stosowany w systemie hybrydowym o mniejszej pojemności.
Toyota Prius to jeden z najsłynniejszych samochodów marki Toyota z napędem hybrydowym Synergy Drive
Dla swojej sekwencji równoległej transmisji, inżynierowie Toyoty wybrali silnik, który nie jest standardem dla większości z cyklu BAR Otto, ale w bardziej ekonomicznym cyklu Atkinson.
Tak więc, gdy silnik pracuje w cyklu Otto, tłok przy udarze wlocie w dół, tworzy próżnię w cylindrze, która jest wciągana w niego przez paliwo i powietrze. W trybie niskich obrotów, przy prawie całkowicie zamkniętym przepustnicy, występują straty pompowane.
Ponadto, świeże powietrze cylindrów jest również zdegradowane, co prowadzi do większego zużycia paliwa i zwiększenia szkodliwych emisji do atmosfery. Po osiągnięciu tłoka, dolna wartość martwego punktu (NRMM) jest zamykana przez zawór dolotowy. Podczas taktu wydechu, przy otwieraniu zaworu rozładowczego, spaliny wciąż są pod ciśnieniem, ale ich energia jest marnowana. Efekt ten nazywany jest utratą uwolnienia.
W silnikach z cyklu Atkinson, zawór wlotowy w cyklu dolotowym jest zamykany znacznie później niż NRMM, co ma szereg niezaprzeczalnych zalet.
Jest to zmniejszenie strat pompy, tak jak w czasie tłumienia po przejściu NRMM, część mieszaniny nie jest emitowana do tłumika, ale jest wciśnięty z powrotem do kolektora dolotowego i może być używany w innym cylindrze. Ponadto należy zabrać z nią palną mieszaninę oraz porcję ciepła ze ściany butli. Ponieważ czas trwania zegara uciskowego jest zmniejszony względem udaru, silnik pracuje na pętli o wyższym stopniu rozbudowy. Energia spalin wykorzystywana jest przez dłuższy okres czasu, czyli utrata mocy wyjściowej jest zredukowana. Prowadzi to do poprawy efektywności środowiskowej, większej wydajności i wydajności, ale mniejszej mocy obliczeniowej. Ale to rzeczywiście potrzebne do osiągnięcia przez deweloperów z napędem równoległym. Ponieważ silnik Toyoty jest używany tylko w trybach niskiego obciążenia, wady cyklu Atkinsona mają niewielki wpływ.
Niedociągnięcia w napędzie równoległym
Wyższe koszty składników;
Potrzeba oddzielnego generatora;
Obecność masywnego i ogólnego zespołu baterii;
bardziej zaawansowany system komputerowy.
Ciekawe fakty dotyczące równoległego układu hybrydowego napędu
Rozwój napędu hybrydowego HSD przez Toyotę nabył Nissan i Ford i wykorzystał rozwój Nissana Altima i Ford Escape Hybrid.
Model Toyota Prius jest liderem wśród pojazdów hybrydowych z zużyciem paliwa w mieście 4l/100 km. Generalnie jest to pierwszy samochód z takimi środkami gospodarki paliwowej, gdzie zużycie paliwa w cyklu miejskim jest mniejsze od tej z drogi.
Konsekwentnie równolegle do hybrydowego układu napędowego, dzięki zastosowaniu specjalnego elementu silnika elektrycznego i DSS (powiedzmy, asymetrycznego mechanizmu różnicowego planetarnego) w celu redystrybucji wychodzących przepływów mocy. Urządzenie koksowne jest w stanie redystrybuować przepływy mocy pomiędzy silnikiem cieplnym a jednostką elektryczną, a dwa punkty przepływu do kół jezdnych (elektromechaniczne i mechaniczne), przekazując jednocześnie moc w dowolnym kierunku.
Taki schemat jest dobry w tym, że pozwala operować zarówno z jednego źródła energii, jak i z dwóch stron, a moment ten może być przesyłany zarówno jako silnik elektryczny, jak i silnik spalinowy, albo jeden z nich (dowolny).
Hybrydowy system napędowy określa wysoką ekonomię działania, zwiększoną elastyczność w różnych trybach pracy w systemie zasilania trakcyjnego. Ale jednocześnie ten system sekwencyjnego-równoległego napędu wymaga stworzenia drogich i skomplikowanych elementów mechanicznych i jest wystarczający zarówno w projektowaniu jak i w realizacji.
Opracowanie i wdrożenie napędów hybrydowych umożliwiło postęp w rozwoju samochodu przyszłości o kilka kroków naprzód. Tak więc pojazdy hybrydowe opracowały kompaktowe i intensywne akumulatory akumulatorów, nowe technologie do szybkiego ładowania akumulatorów z zewnętrznego źródła, kolejne systemy ponownego wykorzystania energii, nowe potężne silniki elektryczne i najbardziej lekkie ciała.
