Zestawienie i porównanie popularnych napędów hybrydowych

• Budowa napędu hybrydowego
• Citroen Xsara
• Hamowanie silnikiem
• Honda Insight
• Hybryda
• Lexus GS
• Moc silnika elektrycznego
• Napęd hybrydowy
• Silniki elektryczne
• Silniki spalinowe
• Toyota Prius
• Wszystko o napędach hybrydowych
• Zalety napędów hybrydowych

2011-12-13 00:00:00

Coraz częściej wybieramy auta z napędem hybrydowym. Skłaniają nas do tego coraz wyższe ceny paliw oraz zaostrzające się normy emisji spalin. Czy zdajemy sobie sprawę z tego czym jest napęd hybrydowy?

Jak działa? Czym się różnią poszczególne auta hybrydowe? Postaramy się na te pytania znaleźć odpowiedź.

Napęd hybrydowy jest połączeniem przynajmniej dwóch rodzajów napędu do poruszania jednego urządzenia. Jednym z pierwszych pojazdów hybrydowych był rower parowy zbudowany we Francji w 1873 roku. Obecnie napęd hybrydowy jest kojarzony głównie z pojazdami wyposażonymi w silnik spalinowy i elektryczny. Silniki te mogą pracować na przemian lub naraz, w zależności od potrzeb. Główną zaletą i równocześnie powodem stosowania napędów hybrydowych jest możliwość ich wzajemnego uzupełniania się. Silnik elektryczny działa na zasadzie prądnicy i ładuje akumulatory w wyniku napędzania silnikiem spalinowym lub w wyniku hamowania silnikiem. W takim układzie silnik spalinowy może mieć moc o wiele niższą niż stosowany w tradycyjnych autach, ponieważ całość sterowana jest przez układ elektroniczny zapewniający optymalne wykorzystanie energii.

Napęd hybrydowy może być:

• Szeregowy. W tym przypadku silnik spalinowy pracuje cały czas w optymalnym zakresie obrotów napędzając generator prądu. Energia z generatora jest przekazywana do silnika napędowego a nadmiar do akumulatorów.
• Równoległy. Silnik spalinowy jest mechanicznie połączony z kołami. Gdy niezbędna jest duża moc silnik elektryczny i spalinowy mogą pracować równolegle. Podczas hamowania silnik elektryczny jest generatorem.
• Szeregowo- równoległy. Jest to kombinacja obu opisanych powyżej układów.

Toyota Prius

Toyota Prius jest pierwszym samochodem z napędem hybrydowym, który trafił do seryjnej produkcji. Poza hybrydowym układem napędowym pojazd ten nie ma żadnych istotnych cech odróżniających go od tradycyjnego komfortowego, czterodrzwiowego samochodu osobowego z pełnym wyposażeniem. Toyota wyposażona jest w czterocylindrowy silnik spalinowy o pojemności 1500 cm3 rozwijający moc 53 kW przy 4500 obr/min. Silnik napędzany jest przez elektrycznie sterowaną prądnicę. Prądnica ta może służyć zarówno do ładowania baterii akumulatorów jak również do zasilania silnika elektrycznego lub jako rozrusznik silnika spalinowego. Silnik elektryczny o mocy 33 KW i prędkości obrotowej regulowanej w zakresie od 400 do 5600 obr/min jest połączony stała przekładnią redukcyjną i mechanizmem różnicowym z napędzanymi kołami pojazdu. W momentach większego zapotrzebowania mocy wspomaga on silnik spalinowy lub całkowicie go zastępuje w warunkach jazdy miejskiej. I tak w trakcie postoju po uruchomieniu samochodu silnik spalinowy jest wyłączony, natomiast silnik elektryczny pozostaje w gotowości. Gdy auto porusza się z niską prędkością bateria zasila silnik elektryczny, który poprzez przekładnię przekazuję napęd na koła. Natomiast podczas gwałtownych przyspieszeń silnik spalinowy napędza prądnicę wspomagającą baterię przy zasilaniu silnika elektrycznego, który poprzez przekładnię przekazuje napęd na koła. Gdy pojazd porusza się ze stałą prędkością silnik spalinowy napędza prądnicę zasilającą silnik elektryczny. W czasie hamowania hamulec dynamiczny przekazuje poprzez przekładnię energię z kół wykorzystywaną do ładowania baterii.

Osiągi Toyoty Prius:

• Prędkość max. 160 km/h,
• Przyśpieszenie od 0 do 100 km w 13,4 sekundy
• Zużycie paliwa wynosi 4,2/5/4,3 l/100 km
• Emisja toksycznych składników spalin w przeliczeniu na kilometr trasy testowej : CO-0,63 g, HC-0,05 g, NOx-0,05 g

Honda Insight

Obecnie jest najtańszym autem o napędzie hybrydowym, które zostało wprowadzone na polski rynek. Zasada działania jest podobna do wyżej opisanej Toyoty. Honda wyposażona jest w trzycylindrowy silnik spalinowy ma pojemność zaledwie 1000 cm3, ale dzięki instalacji bezpośredniego wtrysku benzyny odznacza się stosunkowo dużą mocą 68 KM. Silnik elektryczny, działający szeregowo, dysponuje mocą 14 KM.

Silnik elektryczny połączony jest bezpośrednio z wałem korbowym silnika spalinowego. Dzięki temu może pracować jako rozrusznik elektryczny lub także jako prądnica do ładowania baterii akumulatorów niklowych. Jazda z wykorzystaniem jedynie energii elektrycznej jest możliwa w zakresie od kilkunastu do ponad osiemdziesięciu kilometrów na godzinę. Dystans, który zdołamy pokonać korzystając wyłącznie z energii elektrycznej zależy od poziomu naładowania akumulatora oraz od prędkości jazdy - im szybciej jedziemy, tym odległość ta będzie mniejsza. W Hondzie Insight nie mamy jednak możliwości ruszenia z miejsca, ani silniejszego przyspieszania jedynie przy wykorzystaniu silnika elektrycznego.

Osiągi Hondy Insight:

• Prędkość max do 180 km/h
• Przyśpieszenie od 0 do 100 km/h w 12 sekund
• Zużycie paliwa – 3,4 litra na 100 km.
• Emisja CO2 - 96 g/km.

Citroen Xsara

W hybrydowym samochodzie Citroen Xsara Dynactive układ napędowy posiada podobną konstrukcje do opisanych powyżej. Różnica polega na zastosowaniu w Citroenie automatycznej skrzyni Autoactive. Moc silnika spalinowego o pojemności 1,42 dm3 wynosi 75 KM. Jest on wspomagany pracy przez silnik elektryczny o mocy 25 KW, wykorzystywany jako prądnica i rozrusznik pracujący w systemie stop – start. System ten polega na samoczynnym wyłączaniu i włączaniu silnika spalinowego według potrzeb. W momencie zatrzymania samochodu np. w korku lub przed czerwonym światłem i ustawienia dźwigni zmiany biegów w położeniu jałowym silnik spalinowy samoczynnie się wyłącza. Gdy chcemy ruszyć i włączymy pierwszy bieg, silnik zostaje automatycznie uruchomiony 0,1 sekundy. Energia do ponownego uruchomienia czerpana jest z kondensatorów. Dzięki takiemu rozwiązaniu możemy uzyskać aż o 20% mniejsze zużycie paliwa. Możliwe jest również wspomaganie silnika spalinowego w jego niskim zakresie obrotów, dzięki okresowemu uruchamianiu silnika elektrycznego np. podczas przyspieszania samochodu.

Lexus GS 450h

Lexus wyposażony jest w innowacyjny napęd hybrydowy- system Hybryd Synergy Drive. Wykorzystuje on połączenie silnika elektrycznego i benzynowego V8 o pojemności 3,5 litra. Łączna moc tego układu to 345 KM. Zastosowanie napędu hybrydowego pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa przy zachowaniu niezwykłych osiągów.

Osiągi Lexusa GS 450h:

• Prędkość maks.: 240 km/h
• Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 5,9 s
• Zużycie paliwa: 7,6 l/100 km
• Emisja CO2 : 179 g/km

Peugeot 3008 HYbrid4

Jest to pierwszy samochód hybrydowy z silnikiem Diesla. Silnik HDi o pojemności 2.0 oraz rozwijający moc 163 KM wykorzystany jest do napędzania przedniej osi. Jego możliwości uzupełnia silnik elektryczny o mocy 37 KM, zajmujący się napędzaniem tylnej osi. Dzięki połączeniu obu silników uzyskujemy moc 200 KM oraz moment obrotowy na poziomie 450 Nm. Maksymalny zasięg samochodu to 280 km.

Osiągi Peugeot 3008 HYbrid4:

• Prędkość max do 209 km/h
• Przyśpieszenie od 0 do 100 km/h w 8,8 sekund
• Zużycie paliwa – 3,8 l litra na 100 km.
• Emisja CO2 - 99 g/km.

Inne pojazdy z napędem hybrydowym

Napęd hybrydowy jest szczególnie korzystny w pojazdach które często zatrzymują się i ruszają, np. śmieciarkach, autobusach miejskich, czy tramwajach. W pojazdach tych można część energii traconej podczas hamowania zgromadzić w akumulatorach i wykorzystać przy ponownym ruszaniu. Kolejne oszczędności można uzyskać z wyłączania silnika spalinowego podczas częstych postojów. Dodatkowo pojazdy użyteczności publicznej podczas przejazdu przez zabytkowe części miasta mogłyby wyłączać silniki spalinowe w celu ochrony zabytków przed niszczącym wpływem zanieczyszczeń. Doskonałym przykładam autobusu hybrydowego jest Solaris Urbino 18 Hybrid. Należy on do rodziny niskopodłogowych przegubowych autobusów hybrydowych z serii Solaris Urbino przeznaczona dla komunikacji miejskiej, produkowanych od 2006 roku przez polską firmę Solaris Bus & Coach S.A. z Bolechowa koło Poznania.

Inny rodzaj napędu hybrydowego jest wykorzystywany w motorowerach. Do napędu nożnego dodawany jest mały silnik spalinowy lub elektryczny wykorzystywany podczas jazdy w utrudnionych warunkach np. pod górę lub silny wiatr.