Мягкий гибрид BMW 7 ActiveHybrid: электродвигатель помогает в работе двигателю внутреннего сгорания
Концепт полного гибрида: BMW X6 ActiveHybrid способен полностью положиться на свой электродвигатель
Слово «гибрид» происходит из латинского языка и означает нечто, имеющее смешанное происхождение или сочетающее разнородные элементы. Применительно к автомобильным технологиям оно обозначает автомобиль с двумя типами силового агрегата. Обычно это — двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.
В облегченных гибридных установках электродвигатель используется лишь как вспомогательный для двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Но в полноценной гибридной установке ДВС более эффективно спарен с электродвигателем. Причем электродвигатель используется довольно мощный, способный самостоятельно приводить автомобиль в движение на небольших скоростях.
Для современных автопроизводителей «гибридный автомобиль» означает нечто большее, чем простое интегрирование электромотора в силовую установку. Это — «интеллектуальное» управление потоками энергии в автомобиле. Эффективное сочетание ДВС с электродвигателями снижает расход топлива, токсичность выхлопов, улучшает динамику и комфорт при движении. Хороший пример тому — роскошный BMW 7 ActiveHybrid, о котором мы рассказывали в заметке «Активные гибриды ». Сегодня автоконструкторы развивают пять основных разновидностей гибридных автомобилей.
Последовательный . В такой гибридной системе ДВС работает в максимально экономичном режиме, исключительно для того чтобы заряжать батарею электродвигателя. Сам автомобиль приводится в движение электромотором.
Параллельный . В таком гибриде ДВС и электродвигатель работают независимо друг от друга, и, в зависимости от типа (мягкий или полный гибрид), могут приводить автомобиль в движение одновременно или по очереди.
Мягкий . Здесь традиционный стартер и генератор полностью заменены на электродвигатель, который используется для запуска двигателя и его поддержки. Это помогает увеличить динамику автомобиля и снизить потребление топлива примерно на 15%. Электромотор и батареи не предназначены для того, чтобы самостоятельно приводить автомобиль в движение. Зато это дает возможность значительно их облегчить и удешевить, в сравнении с компонентами полного гибрида. BMW 7 ActiveHybrid использует как раз концепцию мягкого гибрида.
Полный . В полностью гибридных системах автомобиль может приводиться в движение электромотором на любом этапе движения: и при ускорении, и в движении с постоянной скоростью. Например, в «городском цикле» автомобиль может использовать один только электродвигатель. Компоненты системы такой концепции заметно больше, массивнее, их гораздо сложнее установить, чем в случае с «мягким» гибридом. Тем не менее, они могут значительно улучшить динамику автомобиля. Кроме того, использование только электроэнергии при движении в городе может снизить расход топлива на 20%. Полным гибридом является автомобиль BMW X6 ActiveHybrid.
Аккумуляторный . Емкость, размер и масса аккумулятора зависят от его назначения. В последние годы новые разработки в этой области значительно расширили возможность применения батарей в автомобилях. Высокая емкость и долговечность делают Li-Ion и Ni-MH источники питания полностью пригодными для использования в гибридных автомобилях.
Что такое гибриды? Как их производят? Какие преимущества имеют гибридные семена перед сортовыми семенами. Почему гибридные семена дороже сортовых семян. Почему семена, полученные от гибридных растений, не рекомендуется использовать для выращивания в последующие годы.
Гибридные семена – это плоды терпеливого труда селекционеров. В продаже встречаются семена гибридов первого поколения. Отличительным знаком гибрида отличающего его от сорта является символ F1. Например «Фермер F1». F – Это дети (от итальянского Filli). 1 – это номер поколения.
Получают гибриды путём искусственного опыления цветков разных сортов одной культуры. Для такого скрещивания тщательно подбираются родители, пока не получится запланированный положительный результат. А когда результат достигается, гибрид патентуют. Родительские формы при этом, как правило, держат в секрете. Один из родителей не всегда имеет лучшие характеристики, с точки зрения потребителя плодов, однако при этом может иметь уникальные способности противостоять опасным заболеваниям. Так при использовании разнообразных характеристик родителей при скрещивании могут «родиться» дети унаследовавшие устойчивость к болезням от одного родителя и отличную урожайность от другого. Совсем как у людей. Фотомодель заявляет - «Красивую фигуру я получила от мамы, а выразительный взгляд от отца».
Иногда гибриды F1 по ряду положительных признаков превосходят обоих родителей. Такое чудо селекционеры называют гетерозис. А гибриды с такими признаками называют гетерозисными. На упаковке с семенами о таком признаке непременно упоминается. На сегодняшний день существует огромное количество гибридов, которые составляют серьёзную конкуренцию сортам на рынке семян. Семена гибридов дорогие, а растения из них вырастают мощные, сильные и обильно плодоносящие.
Гибридные растения производят очень небольшое количество семян, по сравнению с сортами. Это и является одной из причин их дороговизны. Овощеводам – любителям рекомендуется покупать именно дорогие семена, потому что в конечном результате они станут дешёвыми, принеся обильный и качественный урожай. С дешёвыми семенами гораздо больше возни, да и конечный результат, как правило, лишь удовлетворительный. Нередко бывает полное отсутствие урожая, в результате неразумно приобретённые дешёвые семена, становятся золотыми.
Не следует сохранять семена, полученные от гибридов для посева на будущий год. Так как во втором поколении происходит «рассыпание» положительных характеристик гибрида на родительские формы, качество которых не удовлетворит овощевода по причинам, изложенным выше. Что из них может вырасти, знает только автор гибрида.
Гибридный автомобиль (hybrid) представляет собой транспорт, который оснащается не привычным двигателем внутреннего сгорания, а так называемым гибридным силовым агрегатом. Главным отличием гибридных автомобилей является то, что транспортные средства данного типа приводятся в движение посредством использования нескольких источников энергии: тепловой и электрической. Другими словами, гибридная машина имеет на борту несколько типов двигателей, которые приводят в движение автомобиль.
Что касается самого понятия гибридного двигателя, то данный термин многими ошибочно понимается как особая силовая установка. На самом деле под «гибридом» следует понимать несколько двигателей разного типа, которые объединены в комплексную единую систему по преобразованию различных источников энергии в полезную работу. В современном автомобилестроении машины гибриды оснащаются двумя типами силовых агрегатов: электродвигатель работает в паре с двигателем внутреннего сгорания.
Читайте в этой статье
Одной из первых разработок была схема, в которой каждая из силовых установок задействуется при определенных условиях. Если машина простаивает или движение происходит на малой скорости, тогда колеса крутит электродвигатель. Для ускорения и дальнейшего поддержания скорости подключается бензиновый двигатель. Последующее развитие технологии привело к тому, что на гибридах встречается несколько вариантов реализации взаимодействия привычного двигателя и электрического мотора. Такое взаимодействие может быть:
Последовательная схема напоминает электромобили, так как движение транспортного средства реализуется посредством работы электромотора. ДВС в такой конструкции подключается к генератору, от генератора питание поступает на сам электродвигатель, а также параллельно происходит заряд аккумуляторной батареи. На одном заряде литий-ионного аккумулятора с увеличенной емкостью зачастую можно пройти около 50 км. пути, после чего задействуется ДВС, который продлевает указанный отрезок до 10 раз (около 500 км.)
Гибриды с параллельным взаимодействием установок предполагают возможность как отдельной работы ДВС и электромотора, так и одновременное функционирование. Данная конструкция реализуется путем объединения при помощи специальных муфт электрического агрегата, двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии. Подобные автомобили гибридного типа получают маломощный электродвигатель, который не только движет автомобиль, но и отдает мощность при разгоне. Зачастую такой электромотор является стартером и автомобильным генератором, конструктивно занимая промежуточное положение между ДВС и КПП.
В указанной конструкции двигатель внутреннего сгорания и электромотор соединяются посредством планетарного редуктора. Особенностью данной схемы реализации является то, что каждая силовая установка может задействоваться и отключаться, отдавая при этом минимум или максимум мощности на колеса. Более того, указанная мощность отдается отдельно или одновременно. В устройстве такой схемы присутствует генератор, который питает электромотор гибрида.
Лидером на рынке гибридных автомобилей сегодня является корпорация Toyota, которая использует последовательно-параллельную реализацию под названием Hybrid Synergy Drive.
Электрический двигатель, ДВС и генератор объединены в общую систему посредством планетарного редуктора. Двигатель внутреннего сгорания отдает минимум мощности на «низах» (цикл Аткинсона), позволяя экономить топливо. Гибридный автомобиль с такой схемой взаимодействия предполагает:
Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и , заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.
Читайте также
Как самостоятельно помыть и высушить мотор подручным средствами. Основные советы и рекомендации для безопасной мойки двигателя своими руками.
В последние годы люди стали всерьез задумываться об экологии на планете. И автопроизводители охотно поддерживают данную тенденцию, создавая автомобили, работающие на экологически чистом топливе. Что касается электромобилей, все-таки, серьезно их пока что еще не рассматривают. Чего не скажешь о гибридных автомобилях, которые обретают все большую популярность.
Что такое гибридный автомобиль. Плюсы и минусы «гибрида».
Что же такое гибридный автомобиль? Слово гибрид происходит от латинского «hibrida», что означает – помесь. То есть организм, который получается при скрещивании генетически различных родительских форм. В нашем случае, родительские формы, это , и электромотор. Одним предложением: гибридный автомобиль – это машина, работающая от системы «электродвигатель – двигатель внутреннего сгорания», обладающая высокой экономичностью. Питаться данный агрегат может как традиционным топливом, так и электроэнергией от аккумуляторов.
Каждый из двигателей обладает своей определенной функцией. К примеру: если автомобиль стоит, например в пробке, или движется медленно, будет работать электромотор. Когда же машина набирает ход, в дело вступает бензиновый двигатель.
Самый главный плюс гибридных автомобилей в том, что они очень экономичны . Как правило, расход топлива у них на 25% меньше, чем у автомобилей традиционной схемы. А в условиях постоянно растущих цен на бензин, этот пункт является самым важным.
Следующий по важности пункт, это экологичность. Гибриды наносят меньше урона нашей эко-системе, чем обычные машины. Достигается это путем более рационального расхода топлива. Также, при полной остановке автомобиля, бензиновый двигатель прекращает работу, отдавая инициативу электромотору. То есть при остановках, выбросов углекислого газа в атмосферу практически не происходит.
В отличие от батарей электромобиля, в гибридах, батареи могут подзаряжаться от бензинового мотора . Что делает его запас хода достаточно большим. Кроме того, он дольше обходится и без заправки бензином.
Многие думают, что гибриды, по характеристикам, намного уступают традиционным автомобилям. Это не так. Все необходимые характеристики (мощность, разгон от нуля до ста и так далее), у них, ничуть не хуже.
Лучше всего, гибридные авто чувствуют себя в городском цикле, в которых бывают очень частые остановки и двигатель много работает при холостом ходе. Практически, в городе он работает как электромобиль. Если говорить о смешанном цикле, то здесь особых преимуществ у них нет.
Toyota Prius — самый популярный «гибрид» в России.
Как было уже сказано, если автомобиль стоит на месте, то он переходит в режим работы электродвигателя. Что дает практически полную бесшумность.
Ну и заправляется гибридный автомобиль обычными углеводородами, то есть бензином . Все осуществляется стандартным способом, как и у традиционных авто.
Не бывает ничего идеального, и здесь тоже есть свои минусы. И главный из них в том, что ремонт гибридных автомобилей обходится на порядок дороже, чем ремонт машины с традиционной комплектацией. Объясняется это сложностью конструкции устройства двигателя.
Также, из-за сложности в конструкции, сложно найти профессионалов, которые смогут заняться починкой двигателя.
Аккумуляторы, которыми укомплектованы гибриды, могут саморазряжаться. Кроме того, они не выдерживают больших перепадов температур, и срок их службы довольно ограничен.
Кроме того, пока неизвестно, как использованные аккумуляторы влияют на окружающую среду. Поэтому, и их утилизация является проблемой.
Несмотря на то, что плюсов у гибридных автомобилей все же больше, в России они пока не популярны. Одна из причин этого – цена. Стоимость самого популярного, в нашей стране, гибрида Toyota Prius, составляет от 1 200 000 рублей. А этот автомобиль является самым дешевым гибридом. Также, для массового покупателя планируют выпустить российскую разработку гибридного автомобиля, так называемый «Ё-Мобиль». Цена его может составить от 350 000 рублей. Однако данный проект был закрыт.
BMW ActiveHybrid X6 — самый мощный на сегодня гибридный автомобиль.
В связи с борьбой за экологию, во всем мире покупателей стимулируют приобретать гибриды. Так, в США существует ряд налоговых льгот для владельцев таких авто, и даже бесплатные парковочные места. В нашей стране также собираются вводить подобные законы. В частности, уменьшение пошлин на ввоз гибридных автомобилей.
Двигатели, работающие на углеводородах, медленно, но верно будут терять свои позиции. И гибриды, это один из таких шагов. Однако, пока цены на них останутся на прежнем уровне, спрос на них будет небольшой.
В последние годы в продаже появилось огромное количество семян гибридов F1 овощей и цветов. Однако именно с ними связано больше всего вопросов. Почему, например, пакетики с семенами F1 гораздо дороже «обычных» сортов, а семян в них совсем немного (5–10 шт.)? Почему их описания особенно заманчивы – «устойчивый», «урожайный», «высокодекоративный», «крупноцветковый» и т. д.? Бывает, что продавцы предостерегают: «Собирать свои семена с гибридов нельзя, так как в дальнейшем будет расщепление». Наконец, от садоводов-любителей иногда приходится слышать, что «гибриды – это, наверное, то же самое, что и трансгенные растения, они небезопасны для здоровья». Давайте выясним, что что же на самом деле представляют из себя гибриды?
Самая важная особенность сорта - это его способность сохранять все свои как положительные, так и отрицательные свойства в следующем потомстве. При получении и заготовке семян с растений обычного сорта, особенно у самоопыляющихся (томат, горох, фасоль) или частично самоопыляющихся овощных культур (перец, баклажан, салат, бобы), в последующем потомстве мы получим растения с практически точно таким же набором признаков. Такая способность передавать все свои свойства потомству позволяет легко поддерживать и размножать, даже на приусадебном участке, сорта самоопыляющихся культур. Но при массовой заготовке семян, когда не применяют регулярный отбор лучших для данного сорта растений, в течение 3-5 лет возможна потеря некоторых характерных для данного сорта признаков. Происходит, как говорят овощеводы, вырождение сорта. Поэтому при хорошо налаженном у себя семеноводстве сортов, даже самоопыляющихся овощных культур, один раз в 3-5 лет необходимо приобретать семена элиты понравившегося вам сорта в специализированном садоводческом магазине.
Гораздо сложнее, но тоже вполне возможно размножить или поддержать сорт любой перекрестноопыляющейся овощной культуры - огурца, капусты, кабачка, моркови, свеклы, тыквы, арбуза и т. д. Здесь наличие рядом цветущих растений другого сорта данной культуры (например, на приусадебном участке) приводит к переопылению, а следовательно, к частичной или полной потере характерных для данного сорта признаков. И чем ближе расположены два разных сорта, тем сильнее происходит переопыление. При этом в получаемом нами потомстве наблюдается смесь признаков двух, трех и большего числа сортов, в итоге сорт исчезает и мы имеем набор растений с совершенно различными признаками и свойствами и низкой продуктивностью. Пчела или шмель, переносящие пыльцу, свободно перелетают от цветка к цветку на расстояние до 2000 м.
Поэтому размножение даже простых перекрестноопыляющихся сортов на своем приусадебном участке требует специальных знаний по биологии цветения той или иной культуры. Если же соблюдать пространственную или любую другую изоляцию, а также проводить принудительное самоопыление, то в следующем потомстве хорошо отселектированный сорт в основном сохранит все присущие только ему свойства. Таким образом, у простого сорта возможно в течение нескольких лет получение и заготовка семян, из которых вырастут растения, сохранившие все его основные признаки.
Совсем иначе размножается гибридный сорт или гибрид F1. Еще два века назад было известно, что при скрещивании двух различных сортов в потомстве заметно увеличивается размер растений, ускоряются их рост и развитие, повышаются скороспелость и урожайность. Это явление, то есть повышение жизненной силы в потомстве, полученном от скрещивания двух различных сортов, называется гетерозис. И чем более контрастны родительские сорта, чем сильнее они отличаются друг от друга, тем выше гетерозис.
Практическое использование явления гетерозиса начато в 20-30-х годах прошлого столетия. По всем овощным культурам ведется гетерозисная селекция и получены гибриды F1, которые широко используются в производстве. В странах с развитым сельским хозяйством в овощеводстве практически не выращивают обычные сорта. Их повсеместно заменили гибриды F1. У нас в защищенном грунте, где на учете каждый метр площади, используют только гибриды F1 огурца и томата.
ГИБРИДЫ F1 И F2.
Гибрид – это потомство, полученное от скрещивания двух разнородных в генетическом отношении родительских форм: видов, линий, сортов и т. д. В сельском хозяйстве, как правило, используют гибриды первого поколения (т. е. первое потомство от скрещивания родителей), которые обозначают латинской буквой F и цифрой 1. Если с гибридов F1 собрать семена и посеять их, то на следующий год вырастут гибриды второго поколения, или F2 (это обозначение можно встретить на пакетиках с семенами цветочных культур).
В ЧЕМ ИХ ПРЕИМУЩЕСТВА? Разные родители, используемые при скрещивании, могут обладать каким-либо достоинством (например, один – устойчивый к болезням, второй – раннеспелый), а полученный гибрид будет иметь оба преимущества одновременно (в данном случае он будет и раннеспелым, и устойчивым к болезням). Таким образом, специально подбирая родителей для скрещивания, можно получить гибриды с комплексом заданных положительных признаков, которыми не обладает «обычный» сорт. Гибриды F1 отличаются высоким уровнем адаптации к неблагоприятным факторам. Ранней весной, при резких перепадах температуры воздуха или летней жаре гибриды F1 развиваются значительно лучше, чем обычные сорта. Высокий уровень адаптации к неблагоприятным факторам способствует получению стабильно высоких урожаев.
Не менее важное требование, предъявляемое к гибридам F1,- их генетическая устойчивость к болезням и вредителям. Особенно это актуально при выращивании овощных культур в пленочных теплицах. Специфика микроклимата защищенного грунта, продолжительное выращивание на одном месте одной или двух культур приводят к значительному накоплению патогенной микрофлоры и фауны. Химические методы борьбы с болезнями и вредителями в защищенном грунте не всегда эффективны и надежны. К тому же плоды томата или огурца, предназначенные для потребления в свежем виде, не должны содержать остаточных количеств пестицидов. Поэтому генетическая устойчивость гибридов F1 к болезням благодаря объединению признаков двух родительских линий всегда выше, чем у обычных сортов. Уже получены и используются в производстве гибриды F1 томата с групповой устойчивостью к трем-четырем болезням (вирус табачной мозаики, бурая пятнистость листьев, фузариоз, вертициллез) и галловым нематодам.
Как видно, создание новых сортов – объективная необходимость для успешного развития традиционного сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности. Профессиональные производители при выращивании овощей и цветов в работают только с гибридами.
Биодинаимческое направление сельского хозяйства гибриды не использует и не признает, заявляя, что их качество и питательная ценность для человека являются спорными вопросами. Совершенно оправдано использование гибридов в цветоводстве: они превосходят сорта компактностью, обильным цветением и цветовой гаммой. А надо ли выращивать овощные гибриды для своего питания, это пусть каждый решает сам.
