JAK DZIAŁA
NAPĘD HYBRYDOWY?
NACIŚNIJ POWER, A DOWIESZ SIĘ JAK OBIE JEDNOSTKI WSPÓŁPRACUJĄ UZUPEŁNIAJĄC SIĘ WZAJEMNIE, DZIĘKI CZEMU JAZDA JEST CICHA I EKONOMICZNA, A JEDNOCZEŚNIE DYNAMICZNA.
LEXUS HYBRID DRIVE TO EFEKT WIELOLETNICH PRAC JAPOŃSKICH INŻYNIERÓW NAD NAPĘDEM HYBRYDOWYM. ICH DZIEŁO WYKORZYSTUJE NAJNOWSZE ZDOBYCZE TECHNIKI, DZIĘKI CZEMU SAMOCHÓD NIE TYLKO ZUŻYWA MNIEJ PALIWA I JEST BARDZIEJ PRZYJAZNY ŚRODOWISKU, ALE PRZEDE WSZYSTKIM JEST NIEZWYKLE DYNAMICZNY.
BUDOWA NAPĘDU HYBRYDOWEGO
Napęd dostarczany jest przez SILNIK BENZYNOWY oraz elektryczny (a nawet dwa elektryczne, w zależności od modelu).
SILNIK ELEKTRYCZNY może pracować niezależnie od spalinowego, obie jednostki mogą pracować również razem. System uzupełnia ZESTAW BATERII, do których trafia energia elektryczna uzyskiwana z energii kinetycznej przez silnik elektryczny pracujący jako generator. Przepływem prądu steruje moduł PCU (Power Control Unit), który zajmuje się konwersją prądu ze stałego na zmienny (i na odwrót) oraz odpowiednimi zmianami napięcia.
Znajduje się z przodu pojazdu. Jego zadanie to - w zależności od sytuacji i potrzeby:
• samodzielne napędzanie samochodu
• napędzanie samochodu wraz z silnikami elektrycznymi
• napędzanie samochodu i jednoczesne ładowanie baterii
Silnik benzynowy posiada stałe mechaniczne połączenie z silnikiem elektrycznym oraz elektronicznie sterowaną automatyczną bezstopniową skrzynią biegów.
Znajduje się z przodu pojazdu, w pobliżu jednostki benzynowej i bezstopniowej przekładni:
• może samodzielnie napędzać samochód
• może pełnić rolę jednostki wspomagającej dla silnika benzynowego
• przy hamowaniu pracuje jako generator przetwarzający energię kinetyczną na elektryczną
Umieszczony jest w tylnej części samochodu. Zadaniem baterii jest zasilanie pracujących silników elektrycznych, a także pokładowych systemów elektrycznych. Baterie są ładowane przez silniki elektryczne (podczas hamowania samochodu) oraz w razie potrzeby – przez silnik spalinowy.
Sterowaniem przepływu prądu zajmuje się jednostka zwana Power Control Unit, której głównym elementem jest falownik. Jego zadaniem jest konwersja prądu stałego o napięciu 288V płynącego z baterii, na służący do zasilania silników elektrycznych prąd zmienny o napięciu do 650V, przy czym podnoszeniem wartości napięcia zajmuje się element zwany konwerterem (Boost Converter). Oba urządzenia przeprowadzają tę operację również w drugą stronę, a więc podczas hamowania przetwarzają płynący z silników elektrycznych prąd zmienny o napięciu 650V na prąd stały o napięciu 288V, służący do ładowania baterii.
NAPĘD HYBRYDOWY A INNE NAPĘDY
HYBRYDA A SILNIK DIESLA
NAJWAŻNIEJSZE PRZEWAGI HYBRYDY:
Wysoka bezawaryjność, znacznie większa niż w nowoczesnych silnikach diesla.
Wysoka efektywność, szczególnie w jeździe miejskiej, związana z odzyskiwaniem energii kinetycznej.
WITAJCIE HYBRYDY. ŻEGNAJCIE DIESLE.
Silniki diesla od lat słynęły z niskiego zużycia paliwa i dużej trwałości. Niestety coraz bardziej wyśrubowane normy emisji spalin sprawiły, że przynajmniej ta druga cecha należy już do przeszłości. Nowoczesne silniki wysokoprężne wciąż zużywają mało paliwa, ale stały się jednostkami skomplikowanymi, których bieżące serwisowanie staje się kłopotliwe i drogie. Filtry cząstek podczas jazdy miejskiej ulegają zablokowaniu, a turbosprężarki i wysokociśnieniowe systemy wtrysku paliwa to elementy eksploatacyjne, których okresowa naprawa jest nieunikniona, a to wiąże się z dużymi wydatkami.
W efekcie znacznie bardziej wydajny okazuje się napęd hybrydowy. Częste hamowania sprawiają, że uwidacznia się największa zaleta hybryd – odzyskiwanie energii kinetycznej. Tam, gdzie samochód z silnikiem diesla tylko grzeje hamulce, hybryda przetwarza energię kinetyczną na elektryczną i ładuje baterie. Zgromadzona w nich energia służy następnie do napędzania samochodu, odciążając silnik spalinowy. Korzyść jest ewidentna.
HYBRYDA A SILNIK BENZYNOWY
NAJWAŻNIEJSZE PRZEWAGI HYBRYDY:
Wysoka bezawaryjność, znacznie większa niż w nowoczesnych silnikach benzynowych poddanych procesowi „downsizingu”
Znacznie niższe zużycie paliwa, dzięki wspomaganiu (a nawet zastępowaniu) silnika spalinowego przez silnik elektryczny, który zasilany jest energią odzyskaną podczas hamowania
Pęd do ograniczania emisji spalin negatywnie odbija się również na prostocie konstrukcji silników benzynowych. W tym wypadku do głosu dochodzi idea downsizingu, która polega na zmniejszaniu pojemności jednostek napędowych i rekompensowaniu utraconej mocy oraz momentu obrotowego poprzez zamontowanie turbosprężarki. Takie silniki oferują wysoki moment obrotowy już od niskich prędkości obrotowych, przez co ich eksploatacja jest dla kierowcy przyjemna, ale efekt, czyli mniejsze zużycie paliwa niekoniecznie jest zgodny z oczekiwaniami. Gdy kierowca da się ponieść i będzie korzystał z pełni mocy, silnik turbo zużyje nawet więcej paliwa niż jednostka wolnossąca o podobnej mocy i większej pojemności. Nie można również zapominać, że sama turbosprężarka jest elementem eksploatacyjnym, który z postępującym przebiegiem ulega naturalnemu zużyciu, szczególnie w ruchu miejskim.
Na tym tle ciekawą propozycję stanowi napęd hybrydowy Lexus Full Hybrid. Składa się on z silnika benzynowego oraz jednego lub dwóch (w zależności od modelu) silników elektrycznych. Oba typy jednostek napędowych mogą pracować niezależnie od siebie, ale mogą także równocześnie. Cały układ jest całkowicie automatyczny, jego działanie jest dla kierowcy niezauważalne, a sterowaniem zajmuje się pokładowy komputer. To on dba, by kierowca podczas gwałtownego przyspieszania mógł skorzystać z podwójnej mocy silnika spalinowego i elektrycznego, i to on decyduje, czy możliwa jest jazda tylko z wykorzystaniem jednostki elektrycznej, co owocuje zerową emisją spalin.
HYBRYDA A SILNIK ELEKTRYCZNY
NAJWAŻNIEJSZE PRZEWAGI HYBRYDY:
Znacznie większy zasięg, ograniczony pojemnością zbiornika paliwa
Znacznie szybsze tankowanie paliwa niż ładowanie baterii, kwestia minut, a nie godzin
Znacznie wyższa moc i osiągi
W teorii silnik elektryczny może stanowić świetną alternatywę dla stosowanych dzisiaj powszechnie jednostek spalinowych. Jest znacznie cichszy, mniej skomplikowany, generuje mniejsze straty energii i dysponuje wysokim momentem obrotowym już od najniższych obrotów. W przypadku napędów elektrycznych jest tylko jeden problem. Dostępna dzisiaj technologia nie umożliwia produkcji baterii, które zapewniłyby zasięg większy niż 150 km, a w praktycznie rzecz biorąc – 100 km. Co gorsza, samo ładowanie akumulatorów również jest procesem problematycznym: ograniczenia technologiczne (generowanie ciepła podczas ładowania, zbyt niskie napięcie w sieci przesyłowej) powodują bowiem, że jest to proces długotrwały – ładowanie baterii do pełna trwa zwykle minimum 5 godzin.
Rozwiązaniem tych wszystkich problemów są pojazdy hybrydowe:
» Dzięki zastosowaniu silnika elektrycznego samochód odzyskuje energię podczas hamowania i dysponuje wysokim momentem obrotowym.
» Obecność silnika spalinowego rozwiązuje problem zasięgu i ładowania – baterie mogą być ładowane podczas jazdy i na postoju, a zasięg jest ograniczony wyłącznie pojemnością zbiornika paliwa.
» Zatankowanie benzyny to kwestia minut a nie godzin.
» Układ hybrydowy zapewnia również znacznie większą moc niż sam silnik elektryczny.
Nie można również zapominać o jakże istotnej kwestii autonomiczności. Sieć punktów ładowania prądem wciąż znajduje się w powijakach, podczas gdy sieć stacji paliwowych jest niezwykle dobrze rozbudowana.
