Hybryda - jak to działa?

W motoryzacyjnym świecie idea mieszańców już od wielu lat dynamicznie zdobywa rynek. De facto, producentów nie wykorzystujących krzyżówek – hybryd – spycha się na tor boczny, by zrobić więcej miejsca innowacyjnym i idącym z duchem czasu. U podstaw rozwoju niezwykle kosztownych i kapitałochłonnych technik hybrydowych leży… oszczędność i ekologia.

Od kilkunastu lat, gdy ceny ropy naftowej poszybowały gwałtownie w górę, a widmo kończącego się zapasu „czarnego złota” przewija się raz po raz w środkach masowego przekazu, producenci aut poważniej zaczęli podchodzić do kwestii racjonalnego wykorzystywania energii z paliw kopalnych. Jeszcze w latach 60- i 70- w USA triumfy świeciły mocarne muscle cary z potężnymi „v-ósemkami” pod maską, pochłaniające niepostrzeżenie galony taniej benzyny. Czterdzieści lat później, w słonecznej Kalifornii, każdy, kto nie jest „eco - friendly” postrzegany jest jak… wróg publiczny, a Toyota Prius to niemal wizytówka tego Stanu.

Technologia hybrydowa z pewnością zasługuje na uznanie i warto ją rozwijać. To, że współcześnie produkowane samochody hybrydowe są dalekie od ideału wcale nie oznacza, że za 20 – 30 lat ten typ napędu nie zdominuje rynków motoryzacyjnych świata. Samochody napędzane silnikami spalinowo – elektrycznymi coraz lepiej radzą sobie na rynku, a najsłabsze ogniwo napędu hybrydowego, czyli akumulatory, w których magazynowana jest energia elektryczna, z roku na rok są coraz doskonalsze.

Koncepcja auta hybrydowego opiera się na połączeniu tradycyjnej jednostki spalinowej z bezemisyjnym silnikiem elektrycznym. Każdy silnik spalinowy samochodu, czy to benzynowy, czy też wysokoprężny, największe ilości paliwa zużywa podczas ruszania i poruszania się w miejskiej dżungli pełnej korków. Podczas jazdy pozamiejskiej z prędkością 90 km/h nawet 150 – 200-konny silnik benzynowy zużywa zaledwie 6 – 7 l benzyny na 100 kilometrów. Jednak w zatłoczonych stolicach, ciągle ruszając i hamując, ten sam silnik „wypije” na dystansie 100 kilometrów dwa razy tyle paliwa, jednocześnie marnując ogromne ilości energii podczas hamowania (wydzielanie się energii cieplnej).

Twórcy konstrukcji hybrydowych, świadomi tej ułomności współczesnej motoryzacji, znaleźli rozwiązanie – stwórzmy system, który będzie wykorzystywał marnotrawioną dotychczas energię hamowania do najbardziej energochłonnego procesu, czyli do ruszania. Tak oto narodziła się koncepcja aut hybrydowych, które w inteligentny sposób odzyskują energię cieplną wydzielaną podczas procesu hamowania i magazynują ją w akumulatorach po to, by skorzystać z niej podczas ruszania. Spalinowo – elektryczny napęd w optymalnych warunkach pozwala zaoszczędzić ogromne ilości benzyny – nawet 40 – 50%. Genialne!

Samochody hybrydowe wykorzystują do napędu dwa typy silników: tradycyjne benzynowe oraz silniki elektryczne. Silnik spalinowy wykorzystywany jest przez pojazd w czasie gwałtownego przyspieszania i podczas dynamicznego poruszania się z dużymi prędkościami – w takich warunkach zalety napędu hybrydowego są w zasadzie niezauważalne.

Podczas manewrowania na parkingu, wolnego toczenia się w korkach, auto niemal całkowicie korzysta z energii zmagazynowanej w akumulatorach (litowo – jonowe, litowo – polimerowe, niklowo - wodorkowe), zużywając wówczas zerowe ilości benzyny. Niestety, współcześnie wykorzystywane akumulatory są jeszcze dalekie od ideału (niewielka pojemność, a w związku z tym zasięg, oraz duża masa własna), co przekłada się na nadal wysoką niedoskonałość tego typu napędu.

Podczas normalnej jazdy pracują oba typy napędu – układ rozdziału mocy generowanej przez silnik spalinowy rozdziela moc pomiędzy koła samochodu i napęd elektryczny pojazdu, odpowiedzialny za ładowanie akumulatorów.

Podczas zwalniania energia kinetyczna toczących się kół wykorzystywana jest przez generator do ładowania akumulatorów układu elektrycznego. Tym oto sposobem marnotrawiona w konwencjonalnie napędzanych autach energia magazynowana jest w akumulatorach, a następnie wykorzystywana w najbardziej energochłonnych manewrach, czyli podczas przyspieszania.

Typów napędów hybrydowych jest przynajmniej kilka. Pełne hybrydy (tzw. full hybrid), hybrydy szeregowe lub równoległe, mild hybrid – bez względu na zastosowaną technologię oraz sposób wykorzystywania silnika elektrycznego i spalinowego (napęd kół lub napęd generatora), konstrukcje hybrydowe są ogromnym krokiem w przód w dziedzinie ekologii i ograniczania zużycia paliwa. Z pewnością długo jeszcze będziemy musieli poczekać na ich pełne udoskonalenie, ale już teraz osoby korzystające z aut tego typu przyznają, że oszczędności w zużyciu paliwa przekładają się na oszczędności w portfelu.