خودروی هیبریدی را بشناسیم(1)

تعداد  زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکانهایی دیده اند .مثلا در لوکوموتیو ها .بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل - الکتریکی بهره میبرند و یا در شهرهایی مانند سیاتل اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل - الکتریکی کار وجود دارند .این اتوبوس ها یا بهتر بگوییم نوعی تراموا  وقتی که به سیمهای برق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خودبهره میبرند و زمانی که به این کابل های برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه میدهند .زیر دریایی ها نیز نوعی ماشینهای هیبریدی هستند  که معمولا با یکی از سیستمهای  هسته ای - الکتریکی و یا دیزل - الکتریکی  کار می کنند .

بطور کلی تمام وسایل نقلیه ای که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم و یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشینهای هیبریدی گوییم.

بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی - الکتریکی هستند گرچه بعضی از خودروسازها مانند پژو سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل - الکتریکی نیز تولید کرده اند .خودروهای بنزینی - الکتریکی از نظر کارکرد بین خودروهای الکتریکی و بنزینی هستند .خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین میباشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است  وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها میرساند .در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم میکند  وموتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها میرساند .

در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد  نیاز موتور الکتریکی را فراهم میکند و موتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها میرساند.یک خودروی هیبریدی بنزینی – الکتریکی ترکیبی از دو پیشرانه است  که به نوعی میتوانند  مکمل همدیگر باشند . درواقع این خودروشامل  موتور بنزینی،  موتور الکتریکی، و باتری است.

سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی  شامل اجزا زیر است:

** موتور بنزینی :  موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی  خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی  بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش الودگی و ا فزایش کارایی میشود.

** باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد.

** موتور الکتریکی : موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور  پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کا ر است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرونیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر میگرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی)

** ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکترکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته  مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه کار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری  به کار میرود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.

** باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند  . برخلاف بنزین  موجود در باک بنزین  که میتواند فقط به موتور بنزینی  سوخت برساند (یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی).  موتورهای الکتریکی  علاوه بر کار فوق میتوانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی  نمیتواند چنین کاری را انجام دهد.

** سیستم انتقال قدرت : سیستم انتقال قدرت دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله : سری و موازی.

در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی  هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حرکت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال  قدرت نیرو نمی دهد.

عملکرد خودروی هیبریدی:

موتور بنزینی در خودروی هیبریدی معمولا کوچکتر از یک خودروی معمولی است و از این رو بهره وری بیشتری دارد.بیشتر خودروها برای تولید نیروی کافی برای ایجاد شتاب سریع نیاز به یک موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهای کوچک بهره وری و کارایی میتواند توسط کوچک کردن، سبک کردن قطعات ونیز با کاهش تعداد سیلندرها  بهبود پیدا کند.چندین دلیل مبنی بر اینکه چرا موتورهای کوچکتر کارایی بالاتر و بهره وری بیشتری نسبت به موتورهای بزرگتر دارند وجود دارد.

ویژگی های خودروی هیبریدی

**یک خودروی هیبریدی میتواند: انرژی را بازیابی ودر باتری ذخیره نماید. هنگامیکه شما پدال ترمز را فشار می دهید، شما در حال تلف  کردن انرژی در خودرو هستید.هر چه خودرو سریعتر رود انرژی جنبشی بیشتری دارد.ترمز کردن این انرژی را هدر می دهد و به شکل گرما در می آورد.در خودروهای هیبریدی می توان مقداری از این انرژی را بازگرداند و در باتری برای استفاده مجدد ذخیره کرد.این کار با سیستم" ترمز احیا کننده" انجام می گیرد.در این حالت موتور الکتریکی به مانند یک ژنراتور رفتار می کند و ضمن کند شدن حرکت ماشین این انرژی جنبشی را صرف شارژ کردن باتری می کند.

**بعضی وقتها موتور بنزینی خاموش می شود: یک خودروی هیبریدی همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینی ندارد. بعضی وقتها برای مثال پشت چراغ قرمز می توان موتور بنزینی خودروی هیبریدی را خاموش کرد.  

**به کار بردن اصول ایرودینامیک برای کاهش نیروی فشاری هوا :راه مطمئن برای کاهش این نیرو, کاهش ناحیه جلوی اتومبیل وبه کار بردن اصول ایرودینامیک در آن است. کاهش اشیا خارجی روی بدنه خودرو و نیز حذف بعضی از آنها می تواند در بهبود ایرودینامیک خودرو موثر باشد.

** به کار بردن لاستیک های خاص : خودروهای هیبریدی از یک تایر مخصوص استفاده می کنند که سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادتری نسبت به تایرهای معمولی دارد.نتیجه این کار باعث کاهش نیروی درگ به نصف نسبت به تایرهای معمولی می شود.

** به کار بردن مواد سبک وزن: کاهش وزن کل خودرو راه ساده افزایش کارایی خودرو است. مواد کامپوزیت مانند فیبر کربن یا فلزات سبک وزن مانند الومینیوم  و منیزیم می توانند در کاهش وزن خودرو به کار روند.

مزایای خودروی هیبرید

شما ممکن است تعجب کنید که چرا اشخاص به این سیستم پیچیده  علاقه دارند علیرغم  اینکه  بیشتر مردم  با خودروهای بنزینی خیلی راحت هستند.دلیل این علاقه دو چیز است اول، کاهش الایندگی و دوم ، بهبود بهره وری و کارایی .اجازه دهید مثالی از استانداردهای آلودگی کالیفرنیا بزنیم.که تعیین می کند چه مقدار از هر نوع  الودگی در یک خودرو می تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل  (mi/g) بیان می شود.برای مثال این استاندارد بیان می کند که مقدار مونو اکسید کربن  در هر مایل نباید از 4.3 گرم بیشتر باشد.

   ادامه دارد...