Зовні вони виглядають схоже. І дизельні, і бензинові двигуни є двигунами внутрішнього згоряння. Вони спалюють паливо. Вони рухають поршні. Зрештою вони обертають колеса. Але під капотом механіка цих двигунів різко відрізняється.
Дизельні двигуни працюють на біднішій суміші. Вони отримують більше енергії з кожної краплі палива. Різниця починається з моменту займання. У бензинових двигунах для займання суміші використовуються свічки запалювання. У дизельних двигунах свічок запалювання немає. Натомість вони покладаються на грубу силу. Повітря стискається всередині циліндра настільки, що його температура стає достатньою для займання палива при контакті.
Цей поділ відбувається в системі подачі палива. Старі бензинові двигуни використовували карбюратори. Сучасні моделі використовують упорскування у впускний колектор. Дизельні двигуни використовують пряме упорскування. Паливо під величезним тиском упорскується безпосередньо в камеру згоряння. Така конструкція робить дизельні двигуни довговічнішими. Вони видають більший момент, що крутить. Вони витрачають менше палива. Але вони працюють голосніше. Їм важче запускатись у морозну погоду. Їхнє виробництво обходиться дорожче.
Якщо ви хочете зрозуміти, як працює займання від стиснення, потрібно копнути глибше. Але поки що розуміння принципу прямого упорскування пояснює, чому ці двигуни відчуваються по-різному при натисканні на педаль.
Як гібридні системи об’єднують джерела енергії
Гібриди не просто додають електромотори до бензинових автомобілів. Вони інтегрують їх. Ціль проста: подолати обмеження, властиві автономному двигуну внутрішнього згоряння. Ви отримуєте найкращу паливну економічність. Ви отримуєте два джерела енергії, що працюють разом.
Більшість гібридів використовують бензиновий двигун у парі із електромотором. Цей двигун живиться від великої акумуляторної батареї. Але методи їх з’єднання різняться.
Серійні гібриди ізолюють бензиновий двигун. Двигун ніколи не з’єднується з колесами. Він діє як генератор. Він заряджає батареї. Батареї живлять електромотори, що обертають колеса. Яскравим прикладом може бути Chevrolet Volt (в його ранньому режимі, що переважає в серійній схемі). Бензиновий двигун тут виступає лише як подовжувач запасу ходу.
Паралельні гібриди зустрічаються частіше. Автомобіль може працювати лише на бензині. Він може працювати лише на електриці. Або він може використовувати обидва джерела одночасно. Система перемикається залежно від потреб. Низька швидкість? Працює електромотор. Різке прискорення? Вмикається бензиновий двигун. Toyota Prius є хрестоматійним прикладом такої конструкції. Вона віддає пріоритет електричній тязі на низьких швидкостях, а потім підключає бензиновий двигун для обгону або руху трасою.
Більшість гібридів, що знаходяться на дорогах сьогодні, є паралельними гібридами. Системи, що розглядаються тут, випливають саме паралельною схемою. Вони намагаються поєднати всі переваги.
Ланка, якої не вистачає: дизельні гібриди
Ми знаємо, як працюють дизельні двигуни. Ми знаємо, як працюють паралельні гібриди. Тоді чому дизельні гібриди не всюди?
Технологія існує. Логіка обґрунтована. Дизельна ефективність зустрічається з електричним моментом, що крутить. Результатом має стати приголомшлива паливна економічність. Проте їх поки що немає на дорогах. Бар’єри мають технічний та економічний характер. Роль відіграють стандарти викидів. Але вартість є важливішим фактором.
У наступному розділі ми розберемо, що потрібно створення гібрида з дизельним двигуном. Ми розглянемо, чому виробники вагаються. І ми проаналізуємо стандарти CARB, які формують кожне рішення.
