الأربعاء، 4 أبريل، 2012

السيارة الهجين (Hybrid Car), معلومات عن السيارات الهجين, سيارة تسير بالكهرباء والبنزيم



السيارة المهجنة (Hybrid Car)


السيارة المهجنة (Hybrid Car)

متطلبات تشغيل السيارة

لكي تصبح السيارة سهلة الاستعمال ويمكن الاعتماد عليها يجب أن يتوفر فيها الأتي:
  • تسير على الأقل 300 ميل (482) كم بين التعبئة الكاملة لخزان الوقود. 
  • يمكن تعبئة السيارة بالوقود بطريقة سهلة وسريعة. 
  • تكون قادرة على مسايرة باقي السيارات على الطريق. 
 السيارة التي تسير بالبنزين يتوفر فيها ما سبق ذكره ولكن المشكلة تكمن في أنها تنتج كمية عالية من الملوثات وفي الغالب يكون لها استهلاك وقود عالي.

- السيارة الكهربائية في الناحية الأخرى لا تنتج ملوثات بالمرة ولكن يمكنها أن تسير ما بين 50 إلى 100 ميل (80 إلى 161 كم) بين عملية التعبئة الكاملة للسيارة, والمشكلة في أنها تحتاج أيضاً إلى وقت كبير في عملية شحن البطارية.

-أما بالنسبة للسيارة المهجنة فيمكنها استخدام محرك بنزين اصغر من المركب بالسيارات التقليدية المسيرة بالبنزين. ويكون المحرك أكثر كفاءة من ناحية استهلاك الوقود ومن ناحية التلوث.


تصنيف السيارات
تصنف السيارات كالتالي:
  • ذات محرك احتراق داخلي (سيارة تقليدية) 
  • ذات موتور كهربائي (سيارة كهربائية) 
  • ذات محرك + موتور (تهجين على التوالي) 
  • ذات محرك + موتور (تهجين على التوازي) 

محرك الاحتراق الداخلي يعمل (بالبنزين أو الديزل)


السيارة المهجنة
تعريف:
يطلق على أي سيارة أسم سيارة مهجنة عندما تجمع بين مصدرين أو أكثر للطاقة. ويمكن تجميع مصدري الطاقة الموجودين بالسيارة المهجنة بعدة طرق:
  1. التهجين المتوالي.
  2. التهجين المتوازي.

كما يمكن للسيارة المهجنة أن تجمع بين النوعين من التهجين في آن واحد.

التهجين المتوالي (  series hybrid )
في هذا النوع من التهجين فإن محرك البنزين يقوم بإدارة مولد كهربائي بحيث يمكن للمولد أن يقوم بشحن البطارية أو إعطاء طاقة لموتور كهربائي يقوم بإدارة مجموعة نقل الحركة.
لا يقوم محرك البنزين بإدارة السيارة مباشرة، أنما يتولى الموتور الكهربائي ذلك.

الهجين المتوازى (parallel hybrid )

في السيارات ذات التهجين المتوازي يكون هناك خزان للوقود, الذي يمد المحرك بالبنزين. كما يوجد هناك أيضاً مجموعة من البطاريات التي تمد موتور كهربائي بالتيار المطلوب. حيث يمكن لمحرك البنزين والموتور الكهربائي إدارة مجموعة نقل الحركة في نفس الوقت ثم تدير مجموعة نقل الحركة العجلات. و يعمل محرك الكهرباء في إدارة السيارة داخل المدينة وعند السرعات البطيئة و يعمل محرك البنزين في الطرق السريعة والسرعات العالية, ويضاف عمل المحرك الكهربائي إليه في حالة صعود مرتفع أو التسارع.

التهجين المجمع (متوازي و متوالي)
يمكن تصميم السيارة بحيث تستخدم التهجين المتوالي في السرعات البطيئة و تستخدم التهجين المتوازي في السرعات العالية والتسارع.

أجزاء ومكونات السيارة المهجنة

  • محرك البنزين
  • خزان البنزين
  • الموتور الكهربائي
  • المولد الكهربائي
  • نقل الحركة


محرك البنزين:
تستخدم السيارة المهجنة محرك بنزين مشابه للمحركات الأخر الموجودة بمعظم السيارات, ولكن المحرك في السيارة المهجنة يكون أصغر ويستخدم تقنيات متقدمة لتقليل التلوث وزيادة الكفاءة.
يمكن زيادة كفاءة المحركات الصغيرة باستخدام أجزاء داخلية صغيرة وخفيفة الوزن, و يساعد تقليل السرعة القصوى لدوران المحرك (حوالي 4500 لفة/ دقيقة) في استخدام تلك الأجزاء الصغيرة,  وكذلك يؤدي تقليل عدد الاسطوانات, وتشغيل المحرك بالقرب من الحد الأقصى للحمل إلى زيادة كفاءة المحرك.

خزان البنزين:
يعتبر الخزان هو مخزن الطاقة اللازمة للمحرك. ويعتبر البنزين أكثر كثافة للطاقة بالمقارنة بالبطاريات. فإنه يلزم حوالي 125 كيلوجراماً من البطاريات لتخزين نفس الطاقة الموجودة في 1 لتر(0.800 كيلوجرام) من البنزين.

الموتور الكهربائي:
المحرك الكهربائي في السيارات المهجنة معقد للغاية. فإن التقنية الإليكترونية الحديثة تسمح له بأن يعمل كموتور كهربائي وفي نفس الوقت كمولد كهربائي.
فعند الحاجة يمكن استخدام تيار من البطارية لعمل تسارع للسيارة.
ولكن أثناء عمله كمولد فيمكنه من أن يخفض من سرعة السيارة ويشحن البطارية بالطاقة الكهربائية.
الموتور يكون كافي لتسير السيارة بدون الحاجة إلى محرك البنزين.

المولد الكهربائي:
المولد الكهربائي يشبه الموتور الكهربائي في التركيب ولكنه يعمل لتوليد الكهرباء. ويستخدم في الغالب في السيارات المهجنة ذات التهجين المتوالي.

نقل الحركة:
يعمل نظام نقل الحركة في السيارات المهجنة نفس عمله في السيارات التقليدية.
في بعض السيارات المهجنة يستخدم نفس نظام نقل الحركة التقليدي كما في سيارات "هوندا إنسيت" (honda insight).
والبعض الأخر كما في سيارات " تويوتا بريوس" (toyota prius) تستخدم نظام مختلف جذرياً.

السيارة المهجنة ” تويوتا- برويس“prius


تم تصميم السيارة "تويوتا- بريوس" من البداية لتكون كسيارة مهجنة وليس كما في حالة السيارة "هوندا – أينسيت" حيث تم تركيب مكونات السيارة المهجنة على شاسية (جسم) السيارة هوندا- أيكورد.

وتتميز السيارة "بريوس"
بعدم وجود العديد من الأجزاء الموجودة في السيارة التقليدية وكذلك بوجود أجزاء تمت إضافتها للسيارة, وأجزاء تم تعديلها.

السيارة ”برويس“
الأجزاء التي تم الاستغناء عنها هي:
  1. لا يوجد صندوق سرعات يعمل عن طريق النقلات, ولا يوجد صندوق سرعات ميكانيكي أو أوتوماتيكي.
  2. لا يوجد قابض أو محول عزم, ولكن العجلات متصلة عن طريق تروس بمحرك البنزين أو وحدة (الموتور/ المولد) عن طريق ما يسمى بوحدة تقسيم القدرة.
  3. لا يوجد مقوم (بادئ حركة) حيث تقوم وحدة (الموتور/المولد) بتقويم محرك البنزين عن طريق مجموعة التروس الكوكبية الموجودة في وحدة تقسيم القدرة.
  4. لا يوجد نظام شحن كهربائي, حيث تقوم وحدة (الموتور/ المولد) بتوليد الكهرباء عند الاحتياج إليها.


الأجزاء التي تمت إضافتها:
  1. عدد 2 وحدة (الموتور/ المولد)
  2. وحدة تقسيم القدرة
  3. بطارية الجر


الأجزاء التي تم تعديلها:
  1. المحرك
  2. مجموعة تروس التخفيض النهائي

 المحرك

تصميم المحرك:
  • محرك مصنع من الألمنيوم, و يستخدم نظام عمود كامة علوي مزدوج  ويتبع المحرك دورة أتكنسون وليس دورة أوتو كما في باقي السيارات التقليدية.


  • دورة أتكنسون: في هذه الدورة يكون شوط القدرة أكبر من شوط الانضغاط (في دورة أوتو شوط القدرة يساوي شوط الانضغاط) نسبة الانضغاط تساوي 10:1و نسبة التمدد تساوي 20:1, وبهذا يمكن الاستفادة من معظم الطاقة الموجودة في غازات الاحتراق وذلك لطول شوط القدرة. ويمكن تكبير شوط القدرة عن شوط الضغط باستخدام تحكم اليكتروني في توقيت فتح وغلق الصمامات. وفي الحقيقة ليس هناك تغيير في الطول الفعلي للشوط ولكن يتم تغيير الطول الفعال عن طريق أطالت مدة فتح الصمامات (حيث لن يبدأ شوط الانضغاط إلا بعد غلق الصمامات). كما تزيد كفاءة المحرك الذي يعمل حسب دورة أتكنسون نتيجة تقليل الفقد في الانسياب (pumping loss).


  • ويسمح نظام نقل الحركة (وحدة تقسم القدرة) إلى السماح للمحرك بالبقاء معظم الوقت في المجال الأكثر كفاءة من السرعة والحمل.

كما عدل تصميم الماكينة لتحسين الأداء:
  • ترحيل محور المكبس الطولي عن محور عمود المرفق  بمقدار 12 مم لتقليل الاحتكاك داخل الماكينة,
  • تغير في شكل المكبس,
  • الصمامات لها ساق قصير ونوابض قليلة الكزازة للتقليل الفقد في الطاقة عند فتح الصمامات
  • جعل غرفة مضخة المياه مصبوبة مع جسم المحرك,
  • تغيير شكل مسار المياه داخل جسم الماكينة إلى انسياب مستمر,
  • استخدام نظام الإشعال المباشر,
  • التحكم في التوصيل بين بدال البنزين وفتحة الخانق عن طريق الأسلاك وليس الوصلات الميكانيكية.
  • كما تم تعديل نظام التحكم في الملوثات عن طريق جهاز يقوم بالاحتفاظ بالهيدروكربون الغير محترق بغازات العادم عندما يكون مادة حفاز الغاز باردة وينتظر حتى أن يتم تسخين المادة عن طريق غازات العادم, يسمى هذا الجهاز جهاز الاحتفاظ بالغاز.
  • كما تم تعديل في نظام التبريد كذلك حيث تم دمج مكثف التكيف والمشع في وحدة واحدة (في السيارات التقليدية يكون المكثف أمام المشع ويفصل بينهما مسافة قصيرة).
  • وبالإضافة إلى بطاريات إدارة السيارة هناك بطارية 12 فولت لتوفير الطاقة لنظام الإضاءة والملحقات الكهربائية المختلفة

انتطزر الجزء الثانى من شرح السياره الهجين او السياره الكهربيه وا محرك بنزيم 
الى القاء فى الجزء الثانى


  الجزء الثانى من هنا

اتشرف بان تتابعو مدونتى المتواضعة


مع خالص تحياتى
عمرو حبيب




هل الموضوع مفيد ام لا  ؟

هناك تعليق واحد:

Google+ تابعنا على