දන්න දේ ගැන නොදන්න දේවල් ටිකක්: මොනවද මේ Hybrid කියන්නේ

මොනවද මේ Hybrid කියන්නේ ????

දැන් අලුත්ම රැල්ල තමයි hybrid. අලුතෙන් වහනයක් ගන්න යන හැමෝම වගේ hybrid car ගන්න තමයි කැමති. මේ thread එකේ අරමුණ තමයි hybrid vehicles ගැන පොඩි අවබෝධයක් ලබාදෙන එක. (මේ කරුණු මම අන්තර්ජාලයෙන් හොයාගත්තු හින්දා පොඩි පොඩි අඩුපාඩු තියෙන්න පුළුවන්).

මේ thread එක කොටස් 3 කට කඩලා මම ඉදිරිපත්කරනවා.

1.ඉතිහාසය සහ හැඳින්වීම
2.hybrid වාහන ක්‍රියාත්මකවීමේ තාක්ෂණය
3.විවිඩ වර්ගයේ hybrid කාර් සහ ඒවායේ සංසන්දනයක්

1 වන කොටස

Hybrid කියලා කියන්නේ දෙමුහුන් කියන එක. ඒ කියන්නේ වහනය දුවන්න energy sources දෙකක් පාවිච්චි වෙනවා කියන එකයි. Moped බයිසිකලේත් (pedal කරන මදුරුවා) hybrid වාහනයක් තමයි (petrol + human energy). Hybrid වර්ග ගොඩක් තිබුනත් අපි දන්නා hybrid කාර් ඔක්කොම Gasoline-Electric කියන වර්ගයේ ඒවා. ඒ කියන්නේ petrol සහ electric දෙමුහුන් කියන එකයි. (Diesel-Electric තාම පර්යේෂණ මට්ටමේ තියෙන්නේ.)

මුලින්ම අපි මේ hybrid වල ඉතිහාසය පොඩ්ඩක් හොයල බලමු

Hybrid ගැන 1800 ගණන් වල ඉඳලා ලෝකයේ අවධානය යොමුවෙලා තියෙනවා. ඒත් Hybrid කියලා පිළිගන්න මුල්ම වහනය හදල තියෙන්නේ 1898 දී ජර්මනියේ Ferdinand Porsche කියන එක්කෙනා. (මෙයා තමයි ලෝක ප්‍රසිද්ධ Porsche සමාගමේ නිර්මාතෘ, මේ කාර් එක හදනකොට එයාගේ වයස අවරුදු 23යි ලු ) එයා මුලින්ම හදපු කාර් එකට බැටරියෙන් විතරක් සැතපුම් 40 ක් යන්න පුළුවන් වුනාලු.

මේ තියෙන්නේ ඒ කාර් එක... (මං හිතන්නේ මේ කාර් එක එලවන්නේ ඩයල් එක තමයි)

ඊට පස්සේ hybrid කාර් හදන්න විවිධ උත්සාහයන් තිබුනත් සාර්ථක ලෙස hybrid එකක් හදල තියෙන්නේ 1960 ගණන් වල Victor Wouk විසින්. “Hybrid පියා” ලෙස සැලකෙන්නේ Victor Wouk ව තමයි. නමුත් මේ විදිහට හදපු කිසිම hybrid කාර් එකක් තොග වශයෙන් නිෂ්පාදනය ( Mass Production) කරන්න පුළුවන් මට්ටමේ තිබිල නෑ.
ලෝකේ මුලින්ම Mass Production කරපු hybrid කාර් එක තමයි Toyota Prius. ඒක මුලින්ම market එකට දාල තියෙන්නේ 1997. ඒ කාලෙදිම වගේ Audi සමාගමෙනුත් hybrid එකක් European market එකට දාල තියෙනවා. Honda Insight ඒක ඇවිල්ල තියෙන්නේ 1999 දී. දැන්නම් ගොඩාක් සමාගම් විශාල වශයෙන් hybrid වාහන නිෂ්පාදනය කරනවා.

මේ තියෙන්නේ 97 හදපු Prius එක (Prius 1st generation)

Hybrid සාමාන්‍ය වාහනයකින් වෙනස් වෙන්නේ ධාවනය වීමට බලය ලබාගන්න ක්‍රමයෙන් වීතරයි. මේකෙත් සාමාන්‍ය engine එකක් තියෙනවා. ඊට අමතරව තව උපාංග කිහිපයකුත් තියෙනවා.

ඒ උපාංග මොනවද??

1.Generator - මේකෙන් කෙරෙන්නේ එන්ජිමෙන් දෙන power ඒකෙන විදුලිය නිෂ්පාදනය කරන එකයි
2.Battery pack – generator ඒකෙන නිපදවන විදුලිය ගබඩා කරගැනීමයි බැටරියෙන් කෙරෙන්නේ
3.Electric motor - මේක තමයි එන්ජිමට අමතරව රෝද කරකවන්න බලය ලබාදෙන්නේ. මේකට විදුලි බලය ලබාදෙන්නේ generator එකෙන්

මේ තියෙන්නේ Toyota hybrid engine එකක්

මූලික වශයෙන් hybrid වර්ග 3ක් තියෙනවා

1.Parallel hybrid
2.Series hybrid
3.Parallel-Series hybrid (Power Split)

මේ හැම වර්ගයකම මුලින් කියපු උපාංග ටික තියෙනවා. ඒවා සම්බන්ධ වෙන විදිහ අනුව තමයි මේ වර්ග තුන වෙනස් වෙන්නේ

Parallel hybrid

Parallel hybrid වාහන වල එන්ජිමයි මෝටර් එකයි දෙකම ගියර් බොක්ස් එක හරහා රෝද වලට සම්බන්ද වෙනවා. එතකොට අවශ්‍ය වෙලාවට එනේජිමෙනුත් මෝටර් එකෙනුත් ලබාගන්නා බලය වෙනස් කරමින් කාර් එක දුවන්න පුළුවන්.( එක automatically සිද්ධ වෙනවා) සාමාන්‍යයෙන් වහනය දුවන්නේ නැති වෙලාවට (idling) සහ low speed වලදී බලය මුළුමනින්ම ලබාදෙන්නේ මෝටර් එකෙනුයි. High power ඕන වුන වෙලාවට එන්ජිම on වෙනවා. මේකේ petrol හොඳට කරනවා කියලා කියන්නේ වේගයෙන් යනකොටයි. මෙම වර්ගයේ hybrid වල භාවිතා වෙන්නේ අනෙක් වර්ගවලට වඩා විශාල එන්ජිමක් වුවත් battery pack එක සහ මොර්ටරය කුඩායි.Honda Insight, Civic, Accord කියන කාර් මෙම වර්ගයට අයිති වෙනවා.

Series hybrid

මේ වර්ගයේදී engine ,Generator සහ motor කියන තුන එක පේලියට සම්බන්ද වෙනවා. එන්ජිමෙන් කෙලින්ම Generator එක කරකවනවා, ඊට පස්සේ එකෙන් නිපදවන විදුලියෙන් මෝටර් එක වැඩ කරනවා. මෝටර් එක ගියර් බොක්ස් එක හරහා රෝද වලට බලය ලබා දෙනවා. මේ වර්ගයේදී Parallel වර්ගය වගේ කෙලින්ම එන්ජිම ගියර් බොක්ස් එකට සම්බන්ද වෙන්නේ නෑ. මේ මාදිලියේදී පාවිච්චි වෙන එන්ජිම කුඩා වුනත් ලොකු battery pack එකක් ඕන වෙනවා, ඒ හින්ද parallel මාදිලියට වඩා මිල අධිකයි. එන්ජිම එලින්ම රෝද වලට සම්බන්ධ නොවන නිසා වාහනයේ වේගය වෙනස්වීමේදී ඇතිවන load variation වල බලපෑමක් ඇතිවන්නේ නෑ, මේ නිසා මෙම වර්ගයේ වාහන traffic එකේදී (stop and go) හොඳට petrol කරනවා. ඒක නිසා hybrid බස් වලට යොදාගන්නේ මේ තාක්ෂණය තමයි. Chevrolet Volt කියන කාර් එක මේ වර්ගයට අයිතියි.

Parallel-Series hybrid (Power Split)

මේ වර්ගය ඉහත සඳහන් කරපු වර්ග දෙකේම එකතුවක්. මේ රූපයෙන් ඒක පැහැදිලි වෙයි. අනෙක් වර්ග දෙකටම වඩා efficiency වැඩි මේ වර්ගය කියලයි කියන්නේ. Ford Escape and Toyota Prius මේ මාදිලියට අයිතියි.

Hybrid වාහන හොඳට petrol කරන්නේ කොහොමද?

පෙට්‍රල් එන්ජිම සහ මෝටරය කියන දෙකේ ක්‍රියාකාරිත්වය optimize කරලා තියෙන්නේ. ඒ කියන්නේ පුච්චන ඉන්ධන වලින් උපරිම බලය ගන්න පුළුවන් වෙන විදිහට design කරලා තියෙන්නේ. අවශ්‍ය වෙලාවල් වලදී විතරයි එන්ජිම පාවිච්චි කරන්නේ.

ඒ වගේම සැහැල්ලු අමුද්‍රව්‍ය තමයි මේ වාහන හදන්න යොදාගෙන තියෙන්නේ. තවත් දෙයක් තමයි කාර් එකේ body shape එක, වාත ප්‍රතිරෝධය අවම වෙන විදිහට (Aerodynamically) නිර්මාණය කරලා තියෙනවා. මීට අමතරව brake කරනකොටත් අපතේ යන ශක්තිය ගබඩා කරගන්නවා.

ඒ කොහොමද??

සමාන්‍යයෙන් මෝටරය සහ Generator කියන්නේ එකම උපාංගයට . මෝටරයක් ජෙනියක් ලෙසත් ජෙනියක් මෝටරයක් ලෙසත් පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්. මොටරයට විදුලි බලය දුන්නම එක කැරකෙනවා. ඒ වගේම බාහිර ශක්තියක් යොදවලා මෝටරය කරකවන කොට එක තුල විදුලිය නිෂ්පාදනය වෙනවා (හරියට බයිසිකල් ඩයිනමෝර් එක වගේ) ඉතිං hybrid වාහන වල කරන්නේ බ්රේක් ගහන වෙලාවට මොටරයට දෙන විදුලිබලය කපාහරින එකයි. එතකොට ඒක Generator එකක් විදිහට වැඩ කරනවා. එයින් නිපදවෙන විදුලියෙන් බැටරිය චාර්ජ් කරගන්නවා. මෝටරය ජෙනියක් විදිහට වැඩ කරනකොට එක ඇතුලේ ඇතිවන චුම්බහ ක්ෂේත්‍රය නිසා මෝටරය කැරකීමට එරෙහිව බලයක් යෙදෙනවා. එතකොට ඉබේම වේගය අඩු වෙනවා. මෙමගින් බ්‍රේක් ගැසීමට යොදන බලයත් අඩු වෙනවා. මේ ක්‍රමයට කියන්නේ Regenerative braking කියලා. (කෝච්චි වල Dynamic Braking කියලා කියන්නෙත් මේ මූලධර්මයට තමයි. වෙනසකට තියෙන්නේ කෝච්චිවල බැටරි චාර්ජ් කරන්නේ නැතිව එම නිපදවෙන විද්‍යුත් ශක්තිය තාපය ලෙස මුදාහරින එකයි.)

අපි දැන් බලමු මුලින් සඳහන් කරපු Hybrid වර්ග තුන විවිධ ධාවන තත්වයන් යටතේදී ව්රියත්මක වෙන විදිහ. පහල දාල තියෙන diagrams ටික බැලුවම hybrid වැඩකරන විදිහ එළකිරි වගේ තේරුම්ගන්න පුළුවන්....

මුලින්ම parallel වර්ගය. (මතකයිනේ Honda Insight, Civic, Accord මේ type එකේ තමයි)

Start වීම

සාමාන්‍ය වහනයක starter motor එකමගින් එන්ජිම කරනවා වගේම තමයි. (හැබැයි වෙනම starter motor එකක් නෑ)

Accelerate වීම

මේ වෙලාවේදී තමයි වැඩි ජවයක් ඕන වෙන්නේ. ඒක හින්දා එන්ජිමයි මෝටරෙයි දෙකම වැඩකරනවා.

වැඩි වේගයකින් ඒකාකාරව ගමන්කිරීම. (highway එකක වගේ)

සම්පූර්ණ බලය යොදන්නේ එන්ජිමෙන්, ඒ අතරම බැටරියත් චාර්ජ් කරගනවා.

Brake ගහනකොට

Regenerative brake පද්ධතිය වැඩකරන්න පටන්ගන්නවා, රෝදවලින් ලැබෙන බලයෙන් ජෙනිය කරකවලා එමගින් නිපදවෙන විදුලියෙන් බැටරිය චාර්ජ් කරනවා.

ඉතුරු මාදිලි දෙකෙත් මේ විදිහටම තමයි වැඩේ සිද්දවෙන්නේ, හැබැයි අදාල උපාංග ටික සම්බන්ධ වෙලා තියෙන විදිහ තමයි වෙනස්.

Series

Series Parallel (Toyota Prius)

මේ තියෙන්නේ ලෝකයේ දැනට නිෂ්පාදනය කරලා තියෙන හොඳම hybrid වාහන 15. ඒ වාහන වල ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතාව(kilo meters per liter), පරිසර හිතකාමීබව, නිෂ්පාදන වියදම හා එහි ඵලදායීතාව හා forced features යන කාරණා මත පදනම්ව තමයි මේ විදිහට පෙලගස්වලා තියෙන්නේ.....

මේකේ කියන්නේ traffic එකේ සහ වේගයෙන් යනකොට(highway) කියන දෙකේම එකතුවකදී කොච්චර petrol කරනවද කියලයි. මතකතියාගන්න මේකේ ඇමෙරිකාවේ conditions වලට අනුව තමයි ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කරලා තියෙන්නේ. අපේ පාරවල්වලදී මේක මීට වඩා වෙනස් වෙනවා (තාම ඉතිං මෙහේ highways නෑනේ...)

මේ තියෙන්නේ ලෝකයේ දැනට නිෂ්පාදනය කරලා තියෙන Hybrid කාර් කිහිපයක්

Toyota Prius

Prius තමයි ලෝකයේ ජනප්‍රියම හා මේ දක්වා වැඩිම අලෙවියක් ඇති hybrid වහනය.

Toyota Camry

Honda Insight

Honda Civic

Lexus HS250s

Lexus CT 200h

Chevrolet Volt

Chevrolet Malibu

Ford Fusion

Hyundai Sonata

Mercury Milan

Nissan Altima

Satern Aura