Sekretem jest wykorzystanie dwóch silników elektrycznych, które na zmianę odzyskują energię z hamowania i napędzają samochód, a ich pracą, podobnie jak pracą silnika benzynowego, zarządza hybrydowa przekładnia planetarna oraz jednostka sterująca mocą (PCU). Równie ważne jest zastosowanie zaprojektowanego specjalnie z myślą o hybrydzie silnika benzynowego o wyjątkowo wysokiej, 40-procentowej wydajności cieplnej oraz konwertera, który pozwala zmniejszyć baterię bez rezygnacji z dużej mocy.
Napęd hybrydowy - przyjazny na środowiska i portfela
Niskie spalanie przekłada się na oszczędność dla portfela, która podczas wyjazdu na wakacje może obniżyć koszty transportu o kilkadziesiąt złotych. Wystarczy porównać średnie zużycie paliwa Toyoty RAV4 Hybrid, które wynosi od 5,5 l/100 km (wg standardu WLTP), ze średnim spalaniem wersji benzynowej SUV-a Toyoty, zaczynającym się od 7,3 l/100 km. Różnica 1,8 l/100 km po pokonaniu 1000 km przekłada się na oszczędność ponad 70 zł.
Ale niskie spalanie to nie tylko mniejsze koszty paliwa – to także ograniczenie emisji spalin, a co za tym idzie – szkodliwych substancji. Ma to szczególne znaczenie w zatłoczonych miastach, w których transport jest głównym źródłem smogu. Zwykłe spalinowe auta w miejskich warunkach spalają nieporównanie więcej paliwa niż na drogach poza miastem, a w korku przeciętne auto pochłania kilkanaście litrów na 100 km, zatruwając okolicę cząstkami stałymi, tlenkami azotu czy tlenkiem węgla.
W przypadku hybryd jest odwrotnie – hybrydy świetnie się sprawdzają w nierównym, pełnym przystanków ruchu miejskim, ponieważ im częściej zwalniają, tym więcej odzyskują energii. To sprawia, że pełne hybrydy są zdolne poruszać się w mieście w bezemisyjnym trybie elektrycznym przez ponad połowę pokonanej drogi i nawet 80% czasu jazdy. Żadnego kierowcy hybrydy nie zaskoczy również, kiedy komputer pokładowy pokaże w korku zużycie paliwa na poziomie poniżej 3 l/100 km. Jeśli samochód głównie stoi lub toczy się z prędkością 10-30 km/h, to po co w ogóle włączać silnik benzynowy? Motor elektryczny sprawdzi się o wiele lepiej. Dlatego jednostka sterująca (komputer) tak zarządza pracą napędu, by jak najwydajniej korzystać z energii zgromadzonej w baterii trakcyjnej, a silnik spalinowy włączać tylko w ostateczności.
Napęd hybrydowy - budowa i opis działania
Na polskim rynku są dostępne różne rodzaje napędów hybrydowych, ale pełny napęd hybrydowy (full hybrid) cieszy się największą popularnością wśród kupujących. Wynika to z szerokiej dostępności i łatwości obsługi hybryd, ich przystępnych cen i zaawansowania technicznego, które skutkuje wyraźnym obniżeniem zużycia paliwa bez potrzeby ładowania akumulatora z ładowarki czy gniazdka.
Sercem pełnego napędu hybrydowego jest przekładnia planetarna, która automatycznie zarządza pracą całego układu. Składa się on z dwóch silników elektrycznych, specjalnie opracowanego silnika benzynowego, baterii trakcyjnej oraz konwertera, który pozwala zastosować dużo mocniejszy silnik w porównaniu do mocy zasilającej go baterii. W układach z napędem 4x4 jest jeszcze trzeci silnik elektryczny, który napędza tylną oś. Elektryczny napęd na cztery koła zwiększa dynamikę jazdy i pewność prowadzenia na śliskiej lub miękkiej nawierzchni. To rozwiązanie pozwala obejść się bez wału napędowego, dlatego nie zwiększa masy auta ani zużycia paliwa, a przy tym nie ogranicza miejsca w kabinie pasażerskiej i bagażniku.
Dwa działające niezależnie silniki elektryczne w pełnym napędzie hybrydowym skutecznie odzyskują energię z hamowania, zwiększają osiągi, wspomagają silnik benzynowy podczas przyspieszania oraz umożliwiają rozpędzanie auta w trybie jazdy elektrycznej. Wyższa efektywność baterii trakcyjnych w 4. generacji napędu hybrydowego pozwala zwiększyć ilość przyjmowanej i oddawanej energii w jednostce czasu o 30%.
Silnik hybrydowy – większa wydajność
Toyota stosuje w swoich hybrydach specjalnie opracowane silniki benzynowe, przystosowane do współpracy z motorem elektrycznym. Wyróżnia je niskie zużycie paliwa i rekordowa, 40-procentowa wydajność cieplna. Silniki hybrydowe pracują w cynku Atkinsona, który ogranicza zapotrzebowanie na paliwo. Nowa generacja silników Dynamic Force dzięki obniżeniu tarcia wewnętrznego oraz zoptymalizowanej konstrukcji zapewnia lepsze przyspieszenie i generuje mniejszy hałas.
Technika jazdy hybrydą - czy da się jeździć jeszcze oszczędniej?
Jazda samochodem hybrydowym jest bardzo prosta i nie wymaga żadnych dodatkowych działań ani niestandardowych umiejętności. Auto z napędem hybrydowym uruchamia się i prowadzi tak samo jak zwykły samochód spalinowy z automatyczną skrzynią biegów. Hybrydy Toyoty są wyposażone w standardzie w system bezkluczykowy, dlatego wystarczy wcisnąć pedał hamulca i przycisk Start, by uruchomić samochód. Co ciekawe, auto jest gotowe do drogi nawet jeśli nie słyszymy dźwięku silnika. Ustawienie drążka zmiany biegów na pozycji Drive powoduje, że samochód może ruszać nawet bez włączenia motoru benzynowego – najczęściej do rozpoczęcia jazdy wystarczy silnik elektryczny.
Hybrydy z jednej strony poruszają się bardzo płynnie, cicho, bez wibracji i z wykorzystaniem automatycznej przekładni, co jest dużym ułatwieniem dla kierowcy, szczególnie w mieście. Natomiast z drugiej strony hybryda może być bardzo dynamiczna, gdyż przy mocnym wciśnięciu pedału gazu moc dostarczają jednocześnie silnik benzynowy i elektryczny. Korzystamy przy tym ze specyfiki motoru elektrycznego, który ma bardzo wysoki moment obrotowy, czyli dysponuje wysoką dynamiką, od najniższych obrotów. Dzięki temu auto jest bardzo zrywne bez nadmiernego obciążania silnika benzynowego. Co więcej, silnik typowej hybrydy nie jest wyposażony w turbosprężarkę, która dodatkowo komplikowałaby budowę układu napędowego i mogła ulegać kosztownym awariom.
Ogólne zasady eco drivingu są takie same dla hybryd jak dla konwencjonalnych aut spalinowych. Warto jednak pamiętać, że w przypadku hybryd korzyści z niego są zwielokrotnione ze względu na zdolność do całkowitego wyłączenia silnika benzynowego podczas jazdy, jeśli tylko warunki temu sprzyjają.
Ważna dla efektywnej jazdy hybrydą jest płynność. Unikanie gwałtownego przyspieszania pozwala częściej jeździć na samym silniku elektrycznym. Pełna hybryda jest bowiem zdolna do łagodnego przyspieszania oraz do podtrzymywania prędkości przy użyciu samego silnika elektrycznego, czyli bez spalania benzyny. Jeśli jednak dopiero ruszamy lub chcemy zauważalnie zwiększyć prędkość, to lepiej zrobić to dynamicznie, by szybko osiągnąć pożądaną prędkość dzięki pełnej mocy obu silników. Dopiero wtedy warto pozwolić, by samochód podtrzymywał prędkość w najbardziej ekonomiczny sposób w danych warunkach. Nie ma sensu rozpędzać się powoli do prędkości autostradowej – nie przyniesie to znacznej oszczędności paliwa, a spowoduje zakłócenie płynności ruchu samochodów w naszym otoczeniu.
Dynamika jazdy hybrydą
W samochodach hybrydowych współpracują ze sobą od dwóch do czterech silników, dlatego nie jest problemem wybrać model o dużej dynamice. Dużej zrywności auta sprzyja również to, że silniki elektryczne dysponują maksymalnym momentem obrotowym od chwili ruszenia, dlatego wybór modelu z dużym i mocnym silnikiem elektrycznym to strzał w dziesiątkę dla tych, którym zależy na dynamice jazdy. Silniki spalinowe mają bowiem to do siebie, że swoje maksymalne możliwości osiągają tylko w pewnym niewielkim przedziale obrotów silnika. Dlatego motor spalinowy może skutecznie zrekompensować swojego spalinowego partnera. Dobrym przykładem jest Toyota RAV4 Hybrid AWD-i z napędem o mocy 222 KM, która rozpędza się do setki w 8,1 s, czy też Toyota Corolla Hatchback Hybrid 2.0 o mocy 184 KM, która osiąga 100 km/h w 7,9 s.
Materiały prasowe
Jeśli zależy nam na dynamicznej jeździe hybrydą, możemy skorzystać z wyboru trybów jazdy. W trybie Power czy też Sport mamy do dyspozycji pełne możliwości dynamiczne auta. Jeśli zależy nam bardziej na oszczędności paliwa, wystarczy jednym przyciskiem wybrać tryb Eco. Komfortowym kompromisem między nimi jest natomiast tryb Normal.
Duża dynamika samochodu ułatwia poruszanie się po mieście i zwiększa bezpieczeństwo. Wystarczy pomyśleć o takich codziennych sytuacjach jak włączanie się do ruchu czy skręt w lewo. Nie da się ukryć, że jazda zrywnym autem jest też po prostu przyjemna. A przecież samochody to nie tylko wygodne przemieszczanie się z punktu A do B. To także radość z jazdy i miłość do samochodów, bez której trudno sobie wyobrazić rozwój motoryzacji, czy też – ogólnie – współczesną kulturę.
W popularnym tekście nie ma sensu szczegółowo opisywać budowę silnik Dynamic Force Engine, dlatego zmieniamy tutaj śródtytuł na: Napęd hybrydowy – budowa i opis działania. Ale żeby często wyszukiwana fraza: Silnik hybrydowy również się pojawiła, tworzymy nowy śródtytuł, poświęcony silnikom benzynowym Dynamic Force w hybrydach 4. generacji.
Link zmieniony z Corolli Sedan na Corollę Hatchback, ponieważ w Sedanie napęd 2.0 nie jest dostępny. A w TS zapewnia przyspieszenie 0-100 km/h w czasie 8,1 s