Newsletter

Regulamin

Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

Hybryda hybrydzie nierówna

dokument
pobierz +

Gdy po szeregu afer z fałszowaniem testów czystości spalin klienci, producenci starają się ich przyciągnąć nowymi ekologicznymi modelami z napędem hybrydowym, również w segmencie premium. Pionierem na rynku aut luksusowych z napędem hybrydowym był Lexus, który już w 2005 roku wprowadził model RX 400h.

 

Cechą wspólną samochodów hybrydowych jest napęd spalinowo-elektryczny, w którym silniki spalinowy i elektryczny współpracują ze sobą. Sposób ich współdziałania może być jednak różny i stanowi kryterium podziału napędów hybrydowych, wpływając też na cechy użytkowe oraz osiągi pojazdów.

Zastosowany w Lexusie RX (obecnie już czwartej generacji RX 450h) napęd Lexus Hybrid Drive jest rozwinięciem szeregowo-równoległej jednostki Hybrid Synergy Drive, opracowanej przez macierzysty koncern Lexusa dla samochodu Toyota Prius. Jego sercem jest specjalna przekładnia planetarna, łącząca silnik spalinowy, generator oraz połączony z kołami silnik elektryczny, która pełni rolę sterowanej elektronicznie, bezstopniowej skrzyni biegów. Silnik elektryczny może wspomagać spalinowy korzystając z prądu wytwarzanego przez generator lub energii z akumulatora. Natomiast podczas hamowania sam pełni rolę generatora doładowującego akumulator. Przy uruchamianiu silnika spalinowego generator służy jako rozrusznik. Auto może też poruszać się w trybie elektrycznym, bez uruchamiania silnika spalinowego. Wyrafinowane sterowanie pracą obu maszyn elektrycznych pozwala optymalnie dobrać parametry do aktualnych potrzeb i przekłada się na oszczędność paliwa przy dobrych osiągach. Cały układ jest przy tym bardzo prosty i zawiera stosunkowo mało ruchomych części – nie ma w nim skrzyni biegów, sprzęgła, rozrusznika, alternatora i pasków klinowych. Gwarancja na wszystkie elementy układu napędowego, łącznie z akumulatorem trakcyjnym, to 5 lat. To efekt wieloletnich doświadczeń Lexusa w dziedzinie napędów hybrydowych – u większości producentów standardem są dwa, góra trzy lata.

Praktycznie wszyscy inni producenci wykorzystują równoległy napęd hybrydowy. Pod względem konstrukcji stanowi on uzupełnienie napędu konwencjonalnego ze sprzęgłem i skrzynią biegów o dodatkowy silnik elektryczny, który wspomaga silnik spalinowy przy dużym obciążeniu. Po odłączeniu silnika spalinowego możliwa jest jazda w trybie elektrycznym przy wykorzystaniu energii z akumulatora o dużej pojemności, który może być doładowywany z użyciem silnika spalinowego lub przez hamowanie odzyskowe, gdy silnik elektryczny pracuje jako generator. Jeśli moc silnika elektrycznego jest znacząco niższa od mocy silnika spalinowego, nie umożliwiając jazdy w trybie elektrycznym, taki napęd określa się jako mild hybrid.

Zaletą hybryd równoległych w stosunku do szeregowych jest możliwość wykorzystania łącznej mocy obu silników, zaś wadą znaczna komplikacja i masa układu, który zawiera oprócz wszystkich elementów napędu konwencjonalnego również elementy napędu elektrycznego.

Odmianą hybryd równoległych jest tzw. TTR (Through The Road), gdzie silnik spalinowy napędza koła jednej osi, a elektryczny drugiej. Niejako „przy okazji” pojazd zyskuje więc napęd na cztery koła, jednak dostępny jest on tylko podczas pracy silnika spalinowego – w trybie elektrycznym napędzane są tylko koła jednej osi.

W Lexusie RX 450h napęd tylnych kół realizowany jest również dodatkowym silnikiem elektrycznym o mocy 67 KM, natomiast koła przednie napędza jednostka hybrydowa z silnikiem V6 o mocy 263 KM i elektrycznym o mocy 167 KM. Dzięki temu w trybie elektrycznym mogą być napędzane wszystkie koła samochodu, a do rozpędzania auta wykorzystywana jest moc obu silników elektrycznych, co zapewnia znakomitą dynamikę i lepsze własności jezdne w trudnych warunkach. O optymalny podział momentu obrotowego między osiami dba komputer systemu E-Four, zapewniając zarówno optymalne parametry trakcyjne, jak i niskie zużycie paliwa. Analogiczny napęd ma mniejszy SUV Lexus NX 300h, w którym łączna moc napędu hybrydowego to 197 KM.

Wersje rozwojowe systemu Lexus Hybrid Drive stosowane są również w innych hybrydach japońskiej marki. Najprostsze rozwiązanie występuje w modelu CT 200h, kompaktowym hatchbacku z przednim napędem. Rozwiązania stosowane w sedanach i coupé Lexusa obejmują modyfikacje umożliwiające przenoszenie napędu na tylną oś przez wał napędowy. W modelach o największej mocy zastosowano dodatkową przekładnię automatyczną (w Lexusach GS 450h i LS 600h dwubiegową, w LC 500h czterobiegową), pozwalającą lepiej wykorzystać potencjał jednostki napędowej i uzyskać większą prędkość maksymalną.

Jak widać, samochody hybrydowe mogą się bardzo różnić pod względem zastosowanych rozwiązań, co z jednej strony wpływa na osiągi i zużycie paliwa, a z drugiej na niezawodność. Wybierając auto z napędem hybrydowym warto więc wiedzieć, jak w danym modelu napęd ten został zrealizowany.

inf LEXUS/zdje- Producenci


Reklama