Samochód hybrydowy obecnie jest nierozerwalnie związany z ekologicznym podejściem do motoryzacji. Co za tym idzie, został tak zaprojektowany, żeby w trakcie poruszania się spalał zdecydowanie mniej paliwa od pojazdów napędzanych konwencjonalnymi silnikami oraz emitował do atmosfery dużo mniej gazów cieplarnianych. Jednak sam zamysł hybrydy jest dużo starszy, niż może Ci się wydawać, tak samo jak pierwsze auto hybrydowe. Co to, jak działa samochód hybrydowy oraz jakie są jego wady i zalety? Czytaj dalej i dowiedz się, jaką rewolucję przeprowadziły te pojazdy na rynku motoryzacyjnym.
Wbrew ogólnemu przekonaniu pierwszy samochód hybrydowy wcale nie został zaprojektowany przez japoński koncern Toyota. Wczesne próby skonstruowania pojazdu napędzanego jednocześnie 2 rodzajami silników miały miejsce już ponad 100 lat temu! Pierwszy samochód z takim układem napędowym ujrzał światło dzienne w 1898 roku. Był dziełem współpracy Ferdynanda Porsche i Jacoba Lohnera. Auto miało silnik spalinowy, który zasilał 2 silniki elektryczne. Były one umieszczone w piastach kół, a każdy z nich dysponował zawrotną mocą 3,5 KM. Warto zaznaczyć, że do magazynowania wygenerowanej przez ten układ energii elektrycznej był potrzebny akumulator. Miał on 44 ogniwa z napięciem roboczym 80 V. Sama bateria ważyła niebagatelne 1800 kg.
Z tego artykułu dowiesz się:
- co to jest hybryda – samochód, który zrewolucjonizował korzystanie z auta w mieście,
- jak działa samochód hybrydowy,
- jaka jest opinia eksperta marki InterCars na temat aut hybrydowych,
- jak jeździć hybrydą,
- jak są rodzaje napędu hybrydowego?
Samochód hybrydowy – co to znaczy?
Słownikowa definicja hybrydy mówi o połączeniu 2 elementów, które pomimo różnic strukturalnych mają ze sobą pracować, choć z pozoru nie mają ze sobą nic wspólnego. Określenie to znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach, m.in. biologii, filozofii, a także w… mechanice. To właśnie to ostatnie zastosowanie jest najistotniejsze dla osób zmotoryzowanych. Jedni je kochają, drudzy uważają za źródło całego zła w motoryzacyjnym świecie. Jednak zanim przejdziesz do oceny, powinieneś dobrze zapoznać się z tym, czym jest napęd hybrydowy, jak działa oraz gdzie się go stosuje.
Jak działa?
Układ hybrydowy w motoryzacji to najczęściej połączenie 2 rodzajów napędu do napędzania 1 pojazdu. Jest to z reguły połączenie silnika elektrycznego ze spalinowym. Układ ten umożliwia im pracę na przemian lub jednocześnie w zależności od tego, czego od niego wymagasz. Dla przykładu, w mieście może się poruszać więcej na prądzie, natomiast poza miastem korzystać chętniej z silnika spalinowego.
Sam silnik elektryczny w tym układzie służyć dwojako. Może być prądnicą do ładowania akumulatorów lub kondensatorem w wyniku napędzania jednostką spalinową czy hamowania silnikiem. W hybrydzie zazwyczaj jest montowana jednostka spalinowa o mocy wystarczającej do jazdy przy optymalnych parametrach pracy i przewidywanej prędkości podróżnej. Całym układem zarządza elektronika. Steruje ona wszystkim tak, aby zapewnić optymalny przepływ mocy do danej sytuacji i minimalizować utraty energii.
Właśnie to wyróżnia te samochody na tle konkurencji z klasycznymi jednostkami napędowymi benzynowymi albo diesla. Hybryda cały czas walczy o to, aby tracić jak najmniej energii i odzyskiwać jej możliwie jak najwięcej. Do tego wykorzystuje jej nadmiar w celu ładowania baterii, z której w razie potrzeby z powrotem ją pobiera – w celu bezemisyjnego przemieszczania się. Klasyczne silniki natomiast tracą ogromne ilości energii podczas stania w korkach czy hamowania. Nie są jednak w stanie jej odzyskać.
Warto też wspomnieć, że zwykłe jednostki napędowe najczęściej pracują w tzw. cyklu spalania Otta. Są nastawione na wyciskanie z każdej kropli paliwa jak największej ilości mocy, co powoduje zwiększoną utratę energii. Natomiast spora część aut hybrydowych ma silniki spalinowe pracujące w cyklu Atkinsona. W tym drugim suw sprężania mieszanki jest wyraźnie krótszy, dzięki czemu silnik jest znacznie sprawniejszy w środkowym zakresie obrotów. Przekłada się to na wyraźne obniżenie spalania oraz lepszą optymalizację pracy podzespołów, a co za tym idzie – wydłużenie ich żywotności.
Rodzaje hybryd
Żeby wszystko było jasne, warto dokonać odpowiedniej klasyfikacji tych układów w zależności od sposobów i systemów, w jakich oba silniki pracują. Można wyróżnić 3 rodzaje hybryd:
- Szeregowe – w tym układzie silnik spalinowy pracuje nieprzerwanie w optymalnym dla niego zakresie obrotów, napędzając w ten sposób generator prądu. Z generatora energia jest przekazywana do silnika elektrycznego napędowego, a jej nadmiar gromadzony jest w akumulatorach. W tym przypadku silnik elektryczny może także korzystać z energii zgromadzonej w akumulatorach w razie zwiększonego zapotrzebowania na energię.
- Równoległe – tutaj sprawy mają się nieco inaczej. Silnik spalinowy jest bezpośrednio połączony z kołami i to on w głównej mierze napędza pojazd. Gdy potrzebna jest duża moc, wtedy dołączany jest silnik elektryczny. Jednostka spalinowa i elektryczna mogą pracować równolegle, a ich moc przekazywana na koła sumuje się, ale nie 1:1. Podczas hamowania silnik elektryczny pełni funkcję generatora i składuje odzyskaną energię w akumulatorach.
- Szeregowo-równoległe – jak sama nazwa wskazuje, jest to kombinacja 2 powyższych rozwiązań. Silnik spalinowy może napędzać koła oraz prądnice.
Samochód hybrydowy – jak nią jeździć?
W praktyce jazda takim autem niewiele się różni od jazdy pojazdem z konwencjonalnym silnikiem. Aby wycisnąć z auta hybrydowego możliwie jak najniższe spalanie, należy zapoznać się z optymalnym sposobem jazdy dla danego modelu oraz nabrać trochę doświadczenia. Najważniejsze jednak, że już wiesz, co to jest hybryda. Samochód ten został stworzony w pierwszej kolejności z myślą o użytkowaniu głównie w mieście i na krótkich trasach. Odnajduje się idealnie na zatłoczonych ulicach. Jeśli mieszkasz w dużym mieście, to dobrym rozwiązaniem będzie właśnie samochód hybrydowy.
Jak działa i na co trzeba uważać, aby poprawić ekonomię jazdy takim autem? Przede wszystkim musisz nauczyć się, że w większości pojazdów z napędem hybrydowym najbardziej opłaca się ruszyć w miarę dynamicznie, szybko osiągnąć określoną prędkość, po czym starać się ją utrzymać przez delikatne muskanie pedału gazu. Technika ta nazywana jest popularnie Push and Glide, co z angielskiego oznacza „dociśnij i ślizgaj się”. Ma to dużo sensu, tym bardziej gdy przypomnisz sobie, jak działa większość hybryd.
W fazie przyspieszania 2 silniki pracują jednocześnie, zapewniając możliwie najlepsze osiągi. Natomiast silnik spalinowy albo całkowicie gaśnie, albo pali szczątkowe ilości paliwa po ściągnięciu nogi z gazu. Poprzez umiejętne operowanie gazem możesz utrzymywać prędkość pojazdu, korzystając tylko z energii zgromadzonej w akumulatorach, z ewentualną delikatną pomocą silnika elektrycznego.
Hamowanie
Kolejnym bardzo ważnym aspektem jest umiejętne hamowanie, jeśli chodzi o auto hybrydowe. Co to znaczy? Musisz cały czas przewidywać sytuację na drodze. Aby odzyskać jak najwięcej energii w trakcie jednego hamowania, powinno być ono możliwie długie, ale też nie za lekkie. Im dłużej będziesz dohamowywać z hamulcem wciśniętym do połowy, tym więcej energii uda Ci się odzyskać. Taki manewr będzie odbywać się głównie przy zastosowaniu tak zwanej rekuperacji. Jest to odzyskiwanie energii kinetycznej z kół przez silnik elektryczny, który będzie w ten sposób ładować akumulatory.
Bardzo długie, delikatne hamowania nie przyniosą tak dobrego efektu, tak samo te krótkie i intensywne. Drugie z nich w praktyce powodują utratę dużej ilości energii kinetycznej i mocno ograniczają rekuperację. Przy umiejętnej jeździe będą używane tylko przy hamowaniu na drogach szybkiego ruchu i autostradach oraz do całkowitego zatrzymania się.
W korkach oraz ciasnych uliczkach największe pole do popisu ma właśnie samochód hybrydowy. Co to znaczy? W tych okolicznościach porusza się on zazwyczaj tylko na silniku elektrycznym, co bardzo wyraźnie ogranicza zużycie paliwa oraz emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Samochód z konwencjonalnym napędem właśnie w takich sytuacjach pali najwięcej i tutaj hybryda pokazuje swoją przewagę. Jeśli zadbałeś stylem jazdy o utrzymanie stanu akumulatora na wysokim poziomie, to nie musisz obawiać się wysokiego spalania spowodowanego staniem w korkach.
Różne rodzaje napędu hybrydowego
Aktualnie na rynku znajdziesz różne rodzaje napędu hybrydowego. Będą różnić się od siebie głównie mocą silnika elektrycznego oraz pojemnością baterii. Ze względu na te parametry można je podzielić na 3 kategorie:
- Miękkie hybrydy (mHEV) – w tym rodzaju zastosowany silnik elektryczny łączy w sobie funkcje rozrusznika oraz alternatora. Nie ma na tyle mocy, aby samodzielnie napędzać pojazd, jednak jest w stanie wspomóc silnik spalinowy pod odpowiednim obciążeniem. Świetnie odzyskuje energię i jest w stanie ją wykorzystać do zasilania systemów pokładowych oraz usprawnienia działania systemu Start/Stop. Wspomaga silnik spalinowy np. podczas ruszania spod świateł lub przyspieszania.
- Pełne hybrydy (HEV) – zamontowany w tym rozwiązaniu silnik elektryczny jest w stanie pomagać silnikowi spalinowemu oraz o własnych siłach napędzać pojazd. Energia znajdująca się w akumulatorach jest pozyskiwana z pracy silnika spalinowego bądź pochodzi z rekuperacji. Motor elektryczny wyraźnie wpływa na poprawę osiągów samochodu oraz zmniejszenie zużycia paliwa. Ładowanie akumulatora z zewnętrznego źródła nie jest możliwe,
- Hybrydy Plug-in (PHEV) – w przypadku tego rozwiązania samochód dysponuje dużym akumulatorem wysokonapięciowym, który może być ładowany z zewnętrznego źródła prądu. Dzięki temu takie auto przez kilkadziesiąt kilometrów jest po prostu samochodem elektrycznym. Do swobodnego przemieszczania się nie potrzebuje w ogóle uruchamiać silnika spalinowego. Jednak żeby w pełni korzystać z możliwości tego rozwiązania, trzeba pamiętać o ładowaniu baterii. Po jej rozładowaniu pojazd działa na zasadzie klasycznej hybrydy HEV.
Samochód hybrydowy – wady i zalety związane z tym rodzajem napędu
Na pewno dużym minusem tego rozwiązania jest masa, jaką ma samochód hybrydowy. Co to znaczy? Chodzi o to, że akumulatory są bardzo ciężkie i wyraźnie podnoszą wagę własną całego pojazdu, co nierzadko przekłada się na właściwości jezdne. Do tego dochodzi koszt wymiany lub regeneracji akumulatorów co 5-10 lat w zależności od eksploatacji.
Największą zaletą układu hybrydowego jest z kolei znaczne zmniejszenie spalania oraz zminimalizowanie wydzielania szkodliwych spalin do atmosfery.
Dużym plusem jest zmniejszenie poziomu hałasu, jeśli chodzi o przemieszczanie się, ponieważ nierzadko będziesz mógł poruszać się w całkowitej ciszy. Do tego dochodzą koszty eksploatacji. Dzięki rekuperacji zaoszczędzisz na wymianie i serwisie układu hamulcowego. Do tego sporą część dystansu pokonujesz na prądzie z wyłączonym silnikiem, dzięki czemu interwały wymiany oleju i filtrów ulegają wydłużeniu – mówi ekspert marki InterCars.
Wybierz swoje produkty!
Jednak w hybrydzie, jak w każdym aucie, od czasu do czasu trzeba coś zrobić bądź naprawić. Po wszystkie potrzebne części i podzespoły udaj się do sklepu InterCars.
FAQ
Samochód hybrydowy – co to?
Jest to pojazd napędzany przez 2 różne rodzaje silników. Najczęściej są to silnik spalinowy i elektryczny – taki pojazd to auto hybryda.
Co to znaczy, że pojazd jest napędzany przez 2 silniki?
Jeśli samochód ma 2 silniki, to jest to auto-hybryda. Co to znaczy? Pojazd ten jest w stanie równolegle bądź naprzemiennie korzystać z 2 różnych rodzajów napędu i oba mogą napędzić koła pojazdu i spowodować jego poruszanie się.
Ile pali hybryda?
Przeciętna hybryda zużywa w cyklu mieszanym mniej niż 5,5 l/100 km.
