E-Tech - nowa rewolucyjna hybryda marki Renault

Pod nazwą E-Tech kryją się dwa warianty zespołu napędowego – hybryda klasyczna, z akumulatorem ładowanym energią odzyskiwaną podczas jazdy (tak będzie w wypadku Clio) oraz typu plug-in, czyli z możliwością ładowania z zewnętrznego źródła energii (w Capturze). Renault spodziewa się, że Clio w wersji hybrydowej, zwanej E-Tech, będzie najpopularniejszą odmianą tego modelu.

Elementy konstrukcji

Największą techniczną ciekawostką hybrydy renault jest tzw. kłowa skrzynia biegów – czyli taka, jakie spotyka się w autach rajdowych

Hybrydy E-Tech wykorzystują czterocylindrową jednostkę benzynową o pojemności 1,6 l, rozwijającą moc 91 KM i osiągającą moment obrotowy 144 Nm. Współpracuje ona z dwoma silnikami elektrycznymi, które na potrzeby tego artykułu nazwiemy dużym i małym. W wypadku Clio do napędu służy tylko duży silnik elektryczny o mocy 36 kW (49 KM), mały pełni zaś funkcję rozrusznika i prądnicy, a moc całego zespołu wynosi 140 KM. W Capturze natomiast do napędu mogą służyć obydwa silniki elektryczne, razem z benzynowym, dając łącznie moc 160 KM.
I wreszcie, obydwie wersje napędu E-Tech mają akumulator litowo-jonowy. W Clio jest on stosunkowo nieduży i może zgromadzić 1,2 kWh energii, w Capturze natomiast jego „pojemność” wynosi już 9,8 kWh. Chodzi oczywiście o to, by po naładowaniu z gniazdka lub wallboxa można było pokonać kilkadziesiąt kilometrów, korzystając wyłącznie z energii elektrycznej.
Jednak największa techniczna ciekawostka rozwiązania Renault polega na tym, że silnik spalinowy nie ma sprzęgła, a do przeniesienia napędu służy tzw. kłowa skrzynia biegów.

Elementy hybrydy e-tech

Podczas prac nad hybrydowym zespołem napędowym do Clio i Captura Renault przyjęło zasadę taką samą jak przy konstrukcji zespołów napędowych F1 – jak najmniej zużywać energii, jak najwięcej jej odzyskiwać i uzyskiwać maksymalne osiągi.

Nietypowa przekładnia

Czym kłowa skrzynia różni się od tej, jaką znamy z naszych samochodów? Zwykła skrzynia jest wyposażona w mechanizmy zapewniające zmianę biegów bez hałasu i szarpnięć oraz chroniące koła zębate i wałki przed nadmiernym zużyciem. Praca tych mechanizmów co prawda komplikuje konstrukcję oraz powoduje małe straty w przekazywaniu siły napędowej, ale dzięki temu jeździmy komfortowymi autami, które każdy może prowadzić bez znajomości niuansów pracy skrzyni biegów.
Natomiast skrzynia kłowa jest pozbawiona tych wszystkich dodatków „wygładzających” jej pracę. Ma prostą konstrukcję, jej elementy są bardzo wytrzymałe i działa (zmienia biegi) bardzo szybko. Z punktu widzenia kierowcy jest jednak dość „brutalna” – pracuje głośno, włączanie biegów wymaga większej siły, a zmianie przełożeń często towarzyszą szarpnięcia całego auta. Jednak szybsza zmiana biegów oznacza krótszą przerwę w napędzaniu kół, a więc także mniejsze straty energii. To decyduje o wykorzystaniu właśnie skrzyń kłowych w samochodach wyczynowych, gdzie liczą się szybkość i wytrzymałość. Według naszej wiedzy nie ma dzisiaj na rynku seryjnie produkowanego samochodu osobowego wyposażonego w tego typu przekładnię (chociaż jest powszechnie stosowana w motocyklach).

Wał korbowy jednostki spalinowej (pomarańczowy) oraz silniki elektryczne (niebieskie) są połączone nietypową przekładnią. Konstruując ten zespół napędowy, Renault zarejestrowało 150 patentów
Konstruktorzy Renault zastosowali skrzynię kłową właśnie ze względu na mniejsze straty. Do wspomagania jej pracy przeznaczyli jednak mały silnik elektryczny (pełniący funkcję rozrusznika), który synchronizuje zmiany przełożeń, czyli zapewnia cichą, płynną i gładką pracę.
Przekładnia ma dwa biegi przeznaczone dla silników elektrycznych oraz cztery dla jednostki spalinowej, z którą jest połączona bez sprzęgła. A sterownik całego zespołu napędowego ma do dyspozycji piętnaście trybów pracy, z których samoczynnie wybiera odpowiedni, w zależności od warunków jazdy.

Hybryda Pojazd, który do napędu wykorzystuje co najmniej dwa różne przemienniki energii – np. silnik spalinowy i elektryczny oraz dwa różne systemy gromadzenia energii przeznaczonej do napędu pojazdu – np. zbiornik z paliwem węglowodorowym i akumulator elektryczny. Samochód z ogniwem paliwowym też jest hybrydą. Auto zasilane benzyną i gazem LPG nie jest hybrydą, ale pojazdem dwupaliwowym.

Ruszanie i jazda

Obowiązuje żelazna zasada – gdy tylko możliwe, silnik spalinowy jest wyłączany z pracy

Renault podaje, że Clio w wersji E-Tech rusza z miejsca, wykorzystując tylko silnik elektryczny. Komputer dba o to, żeby w akumulatorze, nawet kiedy wydaje się, że jest rozładowany, zawsze pozostawał niezbędny do tego zapas energii. Dzięki temu jednostka spalinowa zaczyna przekazywać siłę napędową dopiero, gdy osiągnie określone obroty, co przyczynia się do jej bardziej ekonomicznej pracy.
Obowiązuje żelazna zasada – gdy tylko jest to możliwe, silnik benzynowy jest eliminowany z pracy, a do napędu służy jedynie silnik elektryczny zasilany odzyskaną energią (Clio) lub odzyskaną oraz pobraną z gniazdka (Captur).
Hybrydowy zespół napędowy Renault może pracować w układzie równoległym lub szeregowym. W tym pierwszym wypadku silniki spalinowy i elektryczne zajmują się dwiema różnymi rzeczami – do napędu służy tylko duży silnik elektryczny, podczas gdy jednostka spalinowa napędza mały, który z kolei ładuje akumulator. Natomiast podczas pracy szeregowej obydwa silniki (spalinowy oraz duży elektryczny) jednocześnie napędzają samochód, dostarczając w razie potrzeby pełną moc zespołu napędowego.
Dzięki temu silnik spalinowy jest wykorzystywany przede wszystkim w takich warunkach – mówiąc technicznie: przy tych zakresach obciążenia i prędkości obrotowej – w których jest najbardziej wydajny, czyli spala najmniejszą ilość paliwa. A w sytuacjach, w których pracuje wydajnie, a jednocześnie wytwarza moc większą niż ta, jaka jest potrzebna do napędu samochodu, jej nadwyżka jest wykorzystywana do ładowania akumulatora.
Kierowca, na życzenie, może wybrać tryb jazdy wyłącznie elektrycznej, jest on jednak dostępny tylko wtedy, kiedy pozwala na to stan naładowania akumulatora.

Jak działa hybryda Renault

Jednostkę spalinową oraz dwa silniki elektryczne łączy kłowa skrzynia biegów. Silniki elektryczne mogą też pracować jako prądnice (generatory) i odzyskiwać energię. Zespół napędowy w jednej chwili działa jako hybryda równoległa (każdy z silników robi co innego, np. duży elektryczny napędza samochód, a spalinowy – mały silnik elektryczny, który ładuje akumulator), a kiedy indziej jako hybryda szeregowa (spalinowy i jeden lub dwa elektryczne napędzają pojazd).

Zwalnianie i hamowanie

Renault informuje też, że gdy dźwignia zmiany biegów jest w pozycji D, zdjęcie nogi z pedału gazu powoduje przejście dużego silnika elektrycznego do pracy generatorowej, czyli ładowania akumulatora. Dodatkowo do wyboru jest tryb jazdy B, w którym efekt hamowania okazuje się wyraźnie silniejszy, a ilość odzyskiwanej energii większa – jest on podobny do trybów jazdy w większości dzisiejszych samochodów elektrycznych.
Natomiast w chwili naciśnięcia pedału hamulca Clio i Captur są początkowo wyhamowywane tylko przez duży silnik elektryczny pracujący jako generator i kierujący każdą „kroplę” energii do akumulatorów. Stawia on większy opór, bo odzyskiwana jest większa ilość energii. Dopiero przy mocniejszym naciśnięciu pedału hamulca pracę rozpoczynają hamulce hydrauliczne.

Hybrydowe Clio E-Tech i Captur E-Tech odznaczają się niską emisją dwutlenku węgla. Renault twierdzi, że to właśnie hybryda stanie się najpopularniejszą odmianą Clio

Zasięg, gospodarka energią i emisja CO2

Renault podaje, że Clio E-Tech w ruchu miejskim aż przez 80 procent czasu porusza się z wykorzystaniem wyłącznie silnika elektrycznego, co pozwala zaoszczędzić ok. 40 procent paliwa. Natomiast średnie zużycie benzyny zmierzone w warunkach ruchu mieszanego (miasto oraz poza miastem) według procedury WLTP wynosi 4,5 l/100 km, czemu odpowiada emisja dwutlenku węgla na poziomie 96 g/km.
Z kolei Captur E-Tech ma w trybie elektrycznym w jeździe miejskiej zapewnić zasięg nawet 65 km, a w warunkach ruchu mieszanego do 50 km. Jadąc jedynie „na elektronach”, crossover ma też rozwijać prędkość 135 km/h, czyli stosunkowo wysoką. Zużycie paliwa zmierzone w warunkach ruchu mieszanego jest typowo dla hybrydy typu plug-in bardzo niskie i wynosi 1,5 l/100 km. Pod warunkiem oczywiście, że akumulator ma do pełna naładowany z gniazdka.

Gospodarka energią Samochód hybrydowy korzysta z energii chemicznej (benzyna w zbiorniku) i elektrycznej (w akumulatorze 1). Silniki spalinowy 2 i elektryczny 3 przekształcają obie w energię mechaniczną, z możliwie najmniejszymi stratami. Z kolei gdy samochód zwalnia lub hamuje, silnik elektryczny, pracując jako generator, odzyskuje część energii mechanicznej i przesyła do akumulatora.

Zamów e-wydanie magazynu "auto motor i sport" - teraz o 30% taniej!

Dołącz do nas na facebooku i bądź na bieżąco z motoryzacyjnymi newsami!

Zobacz także:

• Izera Hatchback - polski samochód elektryczny
• Jak ugasić pożar w samochodzie?
• Używana Honda CRX II - japoński "fun car"

zobacz galerię