Wszystko o hybrydach.
Samochody hybrydowe stały się synonimem ekologicznej motoryzacji. Są one zaprojektowane tak, aby zużywać znacznie mniej paliwa niż tradycyjne pojazdy spalinowe, jednocześnie emitując znacznie mniej gazów cieplarnianych do atmosfery. Jednak koncepcja hybrydowych napędów ma znacznie dłuższą historię, niż mogłoby się wydawać. Pierwszy samochód hybrydowy nie został stworzony przez japońską Toyotę, jak wiele osób sądzi. Próby stworzenia pojazdu z dwoma rodzajami napędu sięgają ponad 100 lat wstecz. W 1898 roku Ferdinand Porsche i Jacob Lohner skonstruowali pierwszy samochód hybrydowy. Pojazd ten wyposażony był w silnik spalinowy, który zasilał dwa silniki elektryczne umieszczone w piastach kół, każdy o mocy 3,5 KM. Do magazynowania energii używano akumulatora składającego się z 44 ogniw o napięciu 80 V, ważącego aż 1800 kg.
Jak działa?
Układ hybrydowy w motoryzacji to połączenie dwóch rodzajów napędu do jednego pojazdu, najczęściej silnika elektrycznego i spalinowego. Taki system pozwala na pracę obu jednostek napędowych na przemian lub jednocześnie, w zależności od potrzeb. Na przykład, w warunkach miejskich samochód może poruszać się głównie na napędzie elektrycznym, podczas gdy poza miastem korzystać z silnika spalinowego.
Silnik elektryczny w układzie hybrydowym może pełnić podwójną rolę. Po pierwsze, może działać jako prądnica do ładowania akumulatorów, odzyskując energię podczas hamowania. Po drugie, może działać jako kondensator, magazynując energię generowaną przez silnik spalinowy. W hybrydach zazwyczaj montuje się jednostkę spalinową o mocy wystarczającej do jazdy z optymalnymi parametrami pracy i przewidywaną prędkością podróżną.
Całym układem zarządza zaawansowana elektronika, która optymalizuje przepływ mocy, minimalizując straty energii. To właśnie dzięki temu hybrydy wyróżniają się na tle pojazdów z klasycznymi jednostkami napędowymi benzynowymi lub diesla. System hybrydowy nieustannie stara się maksymalnie wykorzystać dostępną energię, odzyskując ją i magazynując w bateriach. Energia ta jest później wykorzystywana do bezemisyjnego poruszania się.
Trzy główne typy układów hybrydowych:
- Układ szeregowy – w układzie szeregowym silnik spalinowy działa nieprzerwanie w swoim optymalnym zakresie obrotów, co pozwala na efektywne generowanie energii. Silnik ten napędza generator prądu, który przekazuje energię do silnika elektrycznego napędowego. Nadmiar energii jest magazynowany w akumulatorach. Dzięki temu silnik elektryczny może korzystać z tej zgromadzonej energii w sytuacjach, gdy zapotrzebowanie na moc jest większe.
- Układ równoległy – w układzie równoległym silnik spalinowy jest bezpośrednio połączony z kołami pojazdu i pełni główną rolę w jego napędzaniu. W sytuacjach wymagających większej mocy dołącza się silnik elektryczny. Obie jednostki, spalinowa i elektryczna, mogą pracować równocześnie, a ich moce sumują się, choć nie w sposób liniowy. Podczas hamowania silnik elektryczny działa jako generator, odzyskując energię, która jest następnie magazynowana w akumulatorach.
- Układ szeregowo-równoległy – układ szeregowo-równoległy, jak sama nazwa wskazuje, łączy w sobie cechy obu poprzednich rozwiązań. Silnik spalinowy może zarówno napędzać koła bezpośrednio, jak i działać jako prądnica. Taki hybrydowy układ napędowy oferuje największą elastyczność i pozwala na optymalizację pracy silników w zależności od aktualnych warunków jazdy.
Rodzaje samochodów hybrydowych
- Miękkie hybrydy (mHEV) – w miękkich hybrydach (mHEV) silnik elektryczny pełni jednocześnie rolę rozrusznika i alternatora. Choć nie posiada wystarczającej mocy, aby samodzielnie napędzać pojazd, wspomaga silnik spalinowy pod dużym obciążeniem. Ten typ hybrydy efektywnie odzyskuje energię, która jest wykorzystywana do zasilania systemów pokładowych oraz poprawy działania systemu Start/Stop. Silnik elektryczny wspomaga pracę jednostki spalinowej, na przykład podczas ruszania z miejsca czy przyspieszania.
- Pełne hybrydy (HEV) – pełne hybrydy (HEV) są wyposażone w silnik elektryczny, który może zarówno wspomagać silnik spalinowy, jak i samodzielnie napędzać pojazd. Energia zgromadzona w akumulatorach pochodzi z pracy silnika spalinowego lub z rekuperacji, czyli odzyskiwania energii podczas hamowania. Silnik elektryczny w pełnych hybrydach znacząco poprawia osiągi samochodu i redukuje zużycie paliwa. Akumulatory w tym typie hybrydy nie mogą być ładowane z zewnętrznego źródła prądu.
- Hybrydy Plug-in (PHEV) – hybrydy Plug-in (PHEV) mają duże akumulatory wysokonapięciowe, które można ładować z zewnętrznego źródła prądu. Dzięki temu mogą one pokonać kilkadziesiąt kilometrów wyłącznie na napędzie elektrycznym, bez konieczności uruchamiania silnika spalinowego. Aby w pełni korzystać z możliwości PHEV, konieczne jest regularne ładowanie baterii. Po wyczerpaniu energii w akumulatorze, pojazd działa jak klasyczna hybryda HEV, wykorzystując silnik spalinowy i elektryczny naprzemiennie.
Zalety samochodów hybrydowych
- Niższe zużycie paliwa w warunkach miejskich – samochody hybrydowe są bardziej oszczędne w eksploatacji niż tradycyjne pojazdy spalinowe, zwłaszcza w miejskim środowisku. Średnie spalanie w mieście wynosi około 4 litry na 100 kilometrów, co oznacza nawet kilkudziesięcioprocentową oszczędność w porównaniu do samochodów z silnikiem benzynowym.
- Odzyskiwanie energii podczas hamowania – hybrydy wykorzystują rekuperację, czyli technologię odzyskiwania energii z kół podczas hamowania. Dzięki temu procesowi silnik elektryczny doładowuje akumulatory, eliminując potrzebę korzystania z zewnętrznych źródeł ładowania.
- Wysoki komfort jazdy – w pojazdach hybrydowych elementy takie jak klocki i tarcze hamulcowe zużywają się znacznie wolniej niż w tradycyjnych samochodach spalinowych. Dodatkowo, hybrydy nie posiadają wielu podzespołów, które mogą ulec awarii, takich jak sprzęgło, turbosprężarka, wtryskiwacze, filtr cząstek stałych, alternator czy rozrusznik.
- Dłuższa gwarancja – producenci samochodów hybrydowych często oferują dłuższe gwarancje na swoje pojazdy, sięgające nawet do 5 lat. To daje większą pewność użytkowania w porównaniu do samochodów spalinowych.
- Dbałość o środowisko – samochody hybrydowe przyczyniają się do zmniejszenia emisji spalin do atmosfery, co jest korzystne dla środowiska. Emitują mniej szkodliwych substancji podczas jazdy, ruszania, parkowania i postoju.
- Bogate wyposażenie – hybrydy często są lepiej wyposażone niż ich spalinowe odpowiedniki. Standardowo oferują automatyczną skrzynię biegów oraz wiele nowoczesnych systemów, które zwiększają komfort i bezpieczeństwo jazdy.
Mimo licznych zalet, samochody hybrydowe mają także swoje wady. Oto niektóre z najważniejszych minusów związanych z posiadaniem hybrydy:
- Wyższa cena – samochody hybrydowe, zwłaszcza modele typu plug-in, są droższe niż ich odpowiedniki z samym silnikiem spalinowym. Różnica w cenie wynosi zazwyczaj kilkanaście procent, co może stanowić znaczący wydatek dla potencjalnych nabywców.
- Zmniejszona przestrzeń bagażowa – akumulatory zajmują znaczną część przestrzeni bagażowej, co prowadzi do jej zmniejszenia w porównaniu do pojazdów z napędem spalinowym. Dla osób potrzebujących dużo miejsca na bagaż, może to być istotny problem.
- Drogie i trudno dostępne części zamienne – w przypadku awarii podzespołów hybrydowych, koszty naprawy mogą być znaczne. Części zamienne do hybryd są często droższe i mniej dostępne niż te do samochodów spalinowych, co może zwiększać wydatki na utrzymanie pojazdu.
Samochody hybrydowe, mimo że są bardziej zaawansowane technologicznie, nie wymagają specjalnych umiejętności w codziennym użytkowaniu. Jednakże, aby maksymalnie wykorzystać ich potencjał oraz zapewnić długowieczność, warto przestrzegać kilku zasad dotyczących prawidłowego użytkowania i konserwacji.
Prawidłowe użytkowanie
- Unikaj agresywnej jazdy – samochody hybrydowe są najbardziej efektywne przy łagodnym przyspieszaniu i hamowaniu. Agresywna jazda może zwiększać zużycie paliwa oraz obciążać układ napędowy, co może prowadzić do szybszego zużycia komponentów.
- Korzystaj z trybów jazdy – wiele hybryd oferuje różne tryby jazdy, takie jak ECO, EV (tryb elektryczny) lub Sport. Wybieraj tryby ECO lub EV, aby zmaksymalizować oszczędność paliwa i wykorzystać potencjał napędu elektrycznego w warunkach miejskich.
- Uważaj na stan baterii – chociaż baterie w hybrydach są zaprojektowane na długą żywotność, regularne ładowanie (w przypadku PHEV) oraz unikanie całkowitego rozładowania może przedłużyć ich trwałość.
- Monitoruj system Start/Stop – system Start/Stop, który wyłącza silnik spalinowy podczas postoju, jest korzystny dla oszczędności paliwa. Upewnij się, że jest on zawsze aktywny, chyba że sytuacja wymaga jego dezaktywacji.
- Regularnie używaj trybu elektrycznego (w PHEV) – w przypadku hybryd plug-in, regularne korzystanie z trybu elektrycznego i ładowanie pojazdu z zewnętrznego źródła pozwala na maksymalizację oszczędności paliwa i minimalizację emisji.
Konserwacja samochodu hybrydowego
- Regularne przeglądy serwisowe – hybrydy wymagają regularnych przeglądów serwisowych, podobnie jak tradycyjne samochody. Upewnij się, że serwis obejmuje zarówno silnik spalinowy, jak i elektryczny, a także systemy rekuperacji i baterie.
- Sprawdzaj stan baterii – bateria to kluczowy element hybrydy. Regularnie sprawdzaj jej stan i pojemność podczas przeglądów serwisowych. W razie potrzeby przeprowadź regenerację lub wymianę baterii.
- Dbaj o układ hamulcowy – system rekuperacji energii sprawia, że klocki i tarcze hamulcowe zużywają się wolniej, ale regularne sprawdzanie ich stanu jest nadal konieczne. Upewnij się, że są one w dobrym stanie i wymieniaj je zgodnie z zaleceniami producenta.
- Monitoruj stan płynów eksploatacyjnych – regularnie sprawdzaj poziom i stan oleju silnikowego, płynu chłodniczego, hamulcowego oraz płynu do spryskiwaczy. Wymieniaj je zgodnie z harmonogramem przeglądów.
- Aktualizacje oprogramowania – producent samochodu może wprowadzać aktualizacje oprogramowania, które poprawiają działanie systemów hybrydowych. Upewnij się, że Twój pojazd jest na bieżąco aktualizowany.
- Kontroluj system chłodzenia – układ chłodzenia silnika spalinowego oraz baterii musi być w dobrym stanie, aby zapobiec przegrzewaniu się komponentów. Regularnie sprawdzaj i serwisuj system chłodzenia.
Samochody hybrydowe to doskonały kompromis między tradycyjnymi pojazdami spalinowymi a w pełni elektrycznymi. Dzięki połączeniu dwóch rodzajów napędu oferują one szereg zalet, takich jak niższe zużycie paliwa, cicha i płynna jazda oraz mniejsze emisje spalin. Różne typy hybryd, od miękkich przez pełne po hybrydy plug-in, pozwalają dostosować wybór pojazdu do indywidualnych potrzeb kierowcy.
Hybrydy są szczególnie efektywne w warunkach miejskich, gdzie rekuperacja energii i tryby jazdy elektrycznej pozwalają na znaczne oszczędności. Mimo wyższych kosztów zakupu i pewnych ograniczeń, takich jak mniejsza przestrzeń bagażowa czy konieczność częstszego tankowania, korzyści płynące z użytkowania hybryd są nie do przecenienia.