Откуда берется Экономичность гибрида?

Гибрид электрической силовой установки с классическим ДВС, в голове сразу всплывает уменьшение потребления топлива. Покупая подобный автомобиль, ты думаешь, что вот сейчас почти перестану платить за бензин.
Однако, при более детальном рассмотрении, начинаешь осознавать, что Основа энергии в этом автомобиле, отнюдь не бесплатная… Это по прежнему углеродное топливо.
И 90% экономичности достигается ни за счет гибрида ДВС с Электричеством, а за счет Двигателя внутреннего сгорания работающего по циклу Аткинсона.

Небольшое лирическое отступление … я не стану утомлять длинными рассказами о циклах ДВС, более того в интернете полно материала. Расскажу в двух словах… Просто о сложном.
В ДВС по 4ех тактному циклу Отто, на каждый из 4ех тактов, выполняемых за один цикл (2 оборота коленчатого вала), тратится одинаковое время. Аткинсон же увеличил время такта расширения и выпуска, за счета уменьшения времени тактов впуска и сжатия. При этом впускной клапан закрывается позже прохождения поршнем Нижней мертвой точки, тем самым, в начале такта сжатия, часть свежей смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Таким образом существенно увеличил КПД, уменьшив насосные потери и более полно используя энергию давления выхлопных газов при их расширении. При этом рабочий объем остается большим, и геометрическая Степень Сжатия (равная отношению полного рабочего объема к объему камеры сгорания) увеличивается (О Степени Сжатия и компрессии), а реальная степень сжатия уменьшается, уменьшая при этом порог возникновения детонации.
Самым главными минусом, невозможность работы на низких оборотах, за счет низкой скорости воздушного заряда, и относительно малый крутящий момент в той же зоне низких оборотах.
И вот тут продолжая рассказ, с маленькой оговоркой, я считаю, что в наших ДВС используется модификация цикла Аткинсона… цикл Миллера. И вот почему
Классически, цикл Аткинсона, предполагает модернизацию КШМ, достаточно сложным механизмом с несколькими валами.

В нашем же случае 2ARFXE имеет вполне стандартный коленчатый вал и КШМ

Запчасти на фото: 450108

В 1947 году Ральф Миллер, предложил изменить моменты открытия и продолжительность открытия впускных клапанов. Тем самым изменяя не время тактов, а степень сжатия смеси в стандартных тактах. Получив тот же самый цикл Аткинсона.
Надеюсь истинные ценители Гибридов не отправят меня на костер, за следующие слова еретика

В тойтовских гибридах — основной способ получения энергии для движения — это тепловой процесс, при сжигании углеродного топлива.
Экономичен этот гибрид, только потому что экономичен его ДВС.
А электромотор и батарейка — лишь способ увеличить эластичность силовой установки в основном на низких оборотах. Так как без Электромотора с его неограниченным крутящим моментом с нуля оборотов, было бы совсем печально. Но при этом, без электромотора и батарейки, наш Гибрид, был бы совсем скучным в движении, но возможно более экономичен.

Почему?
Когда батарея холодная ее токовая отдача крайне плохого уровня. Заряжать ее тоже тяжело. Но ДВС — это делает, он тащит автомобиль и заряжает батарею. и заряжает он ее в разных режимах током до 100А, при напряжении 300 вольт, это немного не мало = 30квт. а 30квт = это около 40 л.с.
То есть, бедный ДВС, тащит ваш почти двухтонный автомобиль, так еще и тратит 40 л.с. на вращение мотор-генератора для питания батареи…

Допустим вы едете 40 км в час, крайне довольные, на электромоторе, проезжаете 2км, батарея садится. включается ДВС, и начинаете ехать дальше на ДВС, заряжая батарею. около 7-8 минут, с расходом 10 л на 100км.

То есть проехав за 3-4 минуты = 2 км, с расходом 0 л на 100 км.
Вы едете 7-8 минут = около 5 км, с расходом 10 л на 100 км.
Методом не трудных арифметических вычислений, применяя все тот же современный калькулятор

получаем, что за 2+5 = 7км, мы потратили 0.5л, итого 7.2 л на 100км.
При этом с уже заряженной батареей расход около 6.5 л на 100км, а то и меньше.
Цифры, достаточно грубые, из личных наблюдений, применимы к конкретному экземпляру
Конечно, Вы скажете, что еще есть система Start/Stop, с плюсом которой я несомненно соглашусь, но она есть не только у гибридов.
А так же эффект накопления энергии при рекуперативном торможении… но тут уж совсем честно говоря — крохи. Просто раз уж есть и есть.
Однако несомненный плюс от рекуперации — это увеличенный срок службы тормозной системы (колодки и диски)!

Ну и при управлении гибридом — определённую роль в экономии играет стиль вождения…
Часто читал, что ну никак не получается выжать, заявленные Toyota'ой показатели расхода…
а как Вам такое. 120 км трасса, 2 тонны веса, 78 км/час на круиз контроле (чтобы камеры не стреляли)

И вот тогда я пришел к мысли, для того чтобы увеличить эффективность, необходима батарея большей емкости, чтобы чередуя режим условно говоря (трасса-город) на электротяге можно было проехать не 2-3 км, а 10-15км по городу… и заезжая обратно на трассу заряжать батарею на средней скорости, с малым расходом. И как дополнительная плюшка возможность заряжать батарею от домашней электросети.
Правда к этому было бы неплохо изменить работы режим "EV".

Вообщем, покрутив в голове возможные комбинации улучшения, мы приходим к тому что Toyota сделала и назвала = Prius Plug-in Hybrid…