Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ



OCEŃ

Podwójna strona mocy

Układ hybrydowy, czyli benzyna i elektrony – połączenie dwóch źródeł energii z innych bajek. Kilkanaście lat temu rzadkość, wkrótce pewnie w każdym modelu. O co chodzi z hybrydami i jak nimi jeździć, żeby oszczędzać? Przechodzimy na dwie strony mocy i wyjaśniamy, co jest czym.  

2014-04-28

Lygrys, tyglew albo żubroń, a z bardziej znanych muł – to też hybrydy. Na szczęście nie nazwano tak nowych modeli aut, tylko krzyżówki zwierząt różnych rodzajów. Na planecie motoryzacyjnej auta hybrydowe stanowiły jeszcze niedawno mniej więcej taki sam odsetek jak w świecie przyrody wspomniane wyżej zwierzaki.

I gdyby lwy potrafiły mówić, pewnie miałyby ze swoich skrzyżowanych kuzynów taki sam ubaw, jak co niektórzy z Toyoty Prius w 1997 roku, kiedy pojawiła się na rynku. Teraz, gdy Priusów wyprodukowano ponad trzy miliony a licznik wciąż bije, nikomu już do śmiechu nie jest. Zamiast tego większość producentów w swoich ośrodkach badawczych kombinuje jak najefektywniej wykorzystać moc, którą dają elektrony i benzyna – wygląda na to, że właśnie te dwa źródła energii zamknięte w jednym nadwoziu okażą się najbliższą przyszłością motoryzacji.

Problem z silnikami spalinowymi jest taki, że najwydajniej pracują pod maksymalnym obciążeniem (a więc wtedy, kiedy potrzebujemy dużo mocy, np. podczas wyprzedzania), natomiast „elektryki” są mocne od samego startu (a tracą „oddech”, im wyżej się kręcą). Przy niskich obrotach silnik benzynowy się „męczy” – co prawda spala mniej paliwa niż kiedy jest zaganiany w wysokie rejestry, ale część mocy idzie w gwizdek. Zastosowanie układu hybrydowego, czyli „podparcie” silnika benzynowego elektrycznym, pozwala zmagazynować tę moc w akumulatorach na później. Plusem jest też większe dociążenie silnika benzynowego (który może być mniejszy – w końcu do pomocy ma silnik elektryczny), a więc poprawienie sprawności jego pracy.

Dodatkowo energia kinetyczna, która podczas hamowania silnikiem uszłaby w powietrze, w hybrydzie jest zbierana i przechowywana, a następnie wykorzystywana do napędu auta. Z eksploatacyjnego punktu widzenia umiejętna jazda hybrydą pozwala więc nie tylko rzadziej odwiedzać stacje benzynowe, ale także serwisy w celu wymiany klocków czy innych elementów układu hamulcowego.

Najtańsze hybrydy są wciąż droższe niż diesle.

Układy hybrydowe (a nie silniki – w końcu w hybrydzie chodzi o połączenie dwóch źródeł napędu a nie o jeden konkretny) dzielimy na szeregowe, równoległe i kombinację tych dwóch. Pierwszy typ jest najprostszą konfiguracją – to silnik elektryczny odpowiada za napędzanie kół w samochodzie. Moc do tego potrzebną otrzymuje z akumulatora lub generatora napędzanego przez silnik spalinowy (który jednak w żaden sposób nie jest bezpośrednio połączony z kołami).

Komputer decyduje o tym ile mocy pochodzi z „baterii”, a ile z silnika/generatora, które dodatkowo ładują akumulator podczas hamowania. Hybrydy szeregowe, ze względu na większy akumulator i silnik, są droższe w konstrukcji niż hybrydy równoległe. Te ostatnie do wprawiania kół w ruch używają zarówno silnika benzynowego, jak i elektrycznego, który wspomaga pracę tego pierwszego np. podczas ruszania. W tym przypadku akumulatory mogą być mniejsze (a więc tańsze), a energię czerpią głównie z hamowania silnikiem.

Jednak największy potencjał kryje się w połączeniu obu rodzajów napędów hybrydowych – szeregowo-równoległym. To obecnie najpopularniejsze rozwiązanie stosowane przez większość producentów (m.in. w najsłynniejszej hybrydzie świata, czyli Toyocie Prius). W tym przypadku auto może czerpać energię do jazdy z silnika benzynowego, jednak ten równie dobrze może zostać „odłączony” od kół, a wtedy za napęd odpowiada jeden z dwóch motorów elektrycznych – drugi z nich natomiast służy za rozrusznik (włącza silnik spalinowy) i ładuje akumulator. Dzięki temu sprawność obu silników można wykorzystać niemal maksymalnie efektywnie.

Przy niskich prędkościach w mieście za ruch kół odpowiada przeważnie jednostka elektryczna, a na autostradzie lub podczas ostrzejszego przyspieszania do pomocy wkracza „benzyniak”. Niestety minusem takiej konstrukcji są jej większe koszty ze względu na większe „baterie”, czy więcej elektroniki potrzebnej do kontroli pracy obu jednostek.

Paradoksem hybryd jest to, że aby oszczędzać, najpierw trzeba na nie więcej wydać. Np. różnica w cenie Toyoty Auris z silnikiem Diesla i wersji hybrydowej wynosi 9400 zł, porównując odmianę benzynową przepaść cenowa to aż 15 000 zł – kwota wystarczająca na prawie 3000 litrów paliwa. Wysoka cena hybryd wiąże się oczywiście z ich wysokim kosztem produkcji – najdroższe są akumulatory i jednostka sterująca (komputer).

Kolejnym problemem jest masa całego zestawu i umiejscowienie „baterii” – choć z tym ostatnim konstruktorzy radzą sobie coraz lepiej, montując je np. pod tylną kanapą (nie zajmują przestrzeni w bagażniku). Hybrydy w porównaniu z autami napędzanymi tradycyjnie mają jednak plusy, a to dzięki temu, czego... nie mają – turbosprężarki, dwumasowego koła zamachowego, filtra cząstek stałych, układu wtryskowego common-rail, alternatora z paskiem klinowym ani nawet rozrusznika. Tych elementów w hybrydzie nie uświadczysz, a to właśnie one często są kłopotliwe w eksploatacji i drogie przy wymianie np. w dieslach. Z drugiej strony szali trzeba jednak położyć koszt wymiany akumulatorów – w Priusie to około 10 000 zł. Ich żywotność jest jednak obliczona na co najmniej 10 lat – wnosimy to po okresie gwarancji jaki Toyota (za dopłatą) daje na ten element.

 

Może się więc okazać, że problem drogiej wymiany będzie dotyczyć już kolejnego właściciela samochodu. Dużą zaletą hybryd jest ich niska emisja CO2 podczas jazdy i cicha praca w trybie elektrycznym – w miastach pełnych dudniących silników to znaczna poprawa komfortu życia mieszkańców. Jak na razie ulice pełne sunących prawie bezszelestnie hybryd to pieśń przyszłości, może i niedalekiej, ale jednak.

Specjaliści szukają teraz sposobu, który pozwoli magazynować więcej energii w akumulatorach. Kiedy go znajdą, przejdziemy na jedną stronę mocy.

Jak jeździć hybrydą?
Startuj od razu:
„Grzanie” hybrydy na postoju nie ma sensu. Po jakimś czasie i tak włączy
się silnik benzynowy, który zacznie ładować akumulator. Rozgrzej auto w ruchu.

Ruszaj żwawo:
Nie piszcz oponami na każdym skrzyżowaniu, ale w miarę możliwości rozpędź się dynamicznie (pedał wciśnięty w 3/4) do pożądanej prędkości.

Jedź na prąd:
Większość hybryd potrafi jechać na samym prądzie przez około 2 km – utrzymuj stałą prędkość (50-70 km/h), łagodnie traktuj gaz i daj odpocząć benzyniakowi.

Podwójna moc:
Podczas pokonywania wzniesień albo wyprzedzania korzystaj z podwójnej siły. Przy nieco mocniej wciśniętym gazie i tak włączy się silnik benzynowy.

Odzyskaj energię:
Kiedy puszczasz gaz albo hamujesz, energia kinetyczna gromadzi się w akumulatorach na później. Dzięki temu np. w korku będziesz jechał za darmo.

Budowa hybrydy
Silnik spalinowy:
W hybrydzie szeregowo-równoległej silnik spalinowy wkracza do akcji, kiedy motor elektryczny jest zbyt słaby, żeby napędzić auto. Dzieje się tak podczas przyspieszania innego niż delikatne, czy jazdy z prędkością wyższą niż 50-60 km/h. Jednostka benzynowa włącza się oraz wyłącza płynnie i bez udziału kierowcy.

Silnik elektryczny:
Obok silnika benzynowego znajdują się jeden lub dwa elektryczne, a także jednostka sterująca, która decyduje kiedy koła napędzane są przez same elektrony, a kiedy też przez paliwo. Podczas postoju „elektryki” odpoczywają (podobnie jak silnik spalinowy), a odpalają się w czasie ruszania. Moc przenoszona jest na koła przez przekładnię planetarną.

Akumulatory:
W większości aut hybrydowych ciężkie akumulatory są umieszczane w tylnej części auta – wcześniej zdarzało się, że ograniczały one pojemność bagażnika, jednak np. w wypadku Toyoty Yaris Hybrid konstruktorom udało się zmieścić je pod tylną kanapą.


Hybryda vs reszta świata, czyli silniki benzynowe i wysokoprężne – na przykładzie Toyoty Auris (wersja Premium). „Benzyniak” jest najtańszy ( 69 900 zł), ale pali najwięcej, za to ma dość prostą konstrukcję, więc w teorii powinien być najbardziej trwały. Diesel pali wyraźnie mniej, ale kosztuje więcej (75 500 zł), a naprawy mogą być kosztowne (czyszczenie filtra DPF to 900 zł). Hybryda jest najdroższa (84 900 zł), więc jej zakup zwróci się dopiero po 150 tys. km (najlepiej jazdy miejskiej), gdzie ma szansę jechać na prąd – za to powinna okazać się najtrwalsza.

Szymon Piaskowski

amis

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    Coraz popularniejsze, powoli zastępują standardowe silniki spalinowe, są bardziej eko. Mowa oczywiście o hybrydach. W tekście wyjaśniamy czym jest hybryda i z czym się to je.Zobacz artykuł
    auto motor i sport, 2014-04-28 14:30:33
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij