Hibridiniai automobiliai

KAS YRA MILD HYBRID? AR VERTA PIRKTI AUTOMOBILĮ SU TOKIA HIBRIDINE JĖGAINE?

Hibridinių automobilių nuolat daugėja, auga jų pasirinkimas. O elektrinė pagalba ir pastiprinimas tradiciniams vidaus degimo varikliams gali būti įvairių formų. Viena iš jų - yra vadinamieji švelnieji, mažieji arba lengvieji hibridai (angl. – mild hybrid). Kaip jie veikia, kokios svarbiausios savybės?

Terminas hibridinis automobilis nebūtinai reiškia tai, ką esame įpratę įsivaizduoti: kartu veikiančius lygiaverčius vidaus degimo ir elektrinį variklį su papildoma baterija, kaupiančia energiją ir atiduodančia ją akceleruojant. Yra daugybė galimybių sujungti elektros ir benzino galią – priklausomai nuo poreikio. Lengvasis hibridas, arba švelnusis hibridas yra puikus sprendimas tiems, kurie nori sunaudoti mažiau degalų, greičiau pajudėti iš vietos, neprarasdami jėgainės našumo ir nedidindami automobilio svorio.

MILD HYBRID: KUO JIS SKIRIASI NUO KITŲ HIBRIDINIŲ PAVARŲ?

Automobilių rinkoje vyrauja trys pagrindiniai hibridinių automobilių tipai: tradicinis hibridas (HEV), įkraunamas iš tinklo hibridas (PHEV), lengvas hibridas (MHEV). Pirmasis – tradicinis HEV hibridas – klasikinis dviejų variklių derinys: elektrinio ir vidaus degimo. Ši sistema įkraunama stabdant (regeneracija) ir padedant vidaus degimo varikliui. HEV sistemoje abiems varikliams dirbant tuo pačiu metu, galia panaudojama maksimaliai efektyviai, varikliai tarsi papildo viena kitą. Jie gali dirbti atskirai po vieną, arba kartu, vienu metu. Kai baterija pilnai įsikrauna, priklausomai nuo pasirinkto važiavimo režimo, vidaus degimo variklis gali būti automatiškai išjungiamas ir automobilis juda varomas vien elektros energija. Taigi sukti automobilio ratams visiškai pakanka baterijoje sukauptos energijos atsargos, tačiau nedidelius atstumus, vos kelis kilometrus. Tai – paprastasis, tradicinis hibridas. Technologiškai sudėtingesni ir sunkesni savo mase hibridiniai PHEV automobiliai turi didesnį akumuliatorių, įkraunamą iš elektros tinklo – namuose, garaže, viešoje įkrovos stotelėje. Vien elektra galima nuvažiuoti nuo 50 km, tačiau atstumas tik išskirtiniais atvejais siekia 100 km. PHEV atveju abu varikliai taip pat gali dirbti ir kartu, ir atskirai, kol baterija išsikrauna.

Įkraunamų hibridų universalumas itin vilioja vartotojus, todėl įmanomas sklandesnis, mažiaus trikdomas perėjimas prie tvaraus transporto sprendimų. Pirmaisiais Mazda įkraunamais hibridais Europos rinkoje taps naujieji miesto visureigiai CX-60 ir CX-90. Tai itin praktiški modeliai, kurie išsiskirs montuojamų hibridinių jėgainių efektyvumu. Vairuojant kasdien daugeliui vartotojų visiškai užteks iš tinklo įkraunamos 48 voltų baterijos energijos, o jai pasibaigus darbą perims efektyvūs keturių cilindrų benzininiai „Skyactiv-X“ varikliai.

VERTINGA PARAMA VARIKLIUI

Pirmieji du hibridinių pavarų tipai iš esmės skiriasi tik pagal akumuliatoriaus talpą ir jo įkrovimo būdą. Taigi ir pagal galimybes važiuoti vien elektra. Tuo tarpu vadinamasis lengvasis hibridas yra pats diskretiškiausias elektrinės pagalbos vidaus degimo varikliui sprendimas. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad lengvas hibridas neturi tradicinio elektrinio variklio ir atskiro maitinimo bloko. Taigi vien elektra nevažiuoja. Nes MHEV tikslas – palengvinti vidaus degimo variklio darbą nedidinant automobilio masės ir kainos. Šiuo atveju elektros energiją gamina nedidelis variklis-generatorius, kuris tiekia elektrą atskiroms sistemoms. Nes šiuolaikinių automobilių elektros energijos poreikis didėja diegiant vis naujas technologijas. Tai – multimedija, vairavimo pagalbininkai, šildomos sėdynės ar vairas ir pan. Šis nedidelis generatorius taip pat padeda ir sukti ratus, tačiau tik dirbdamas kartu su vidaus degimo varikliu. Nes tradicinės baterijos čia nėra.

Antrasis lengvųjų hibridų skiriamasis bruožas – pagamintos elektros energijos naudojimas. Dažniausiai ji pasitarnauja trims tikslams:

• užvedant automobilį (šioje fazėje ypatingai sumažinamas degalų suvartojimas),
• elektra maitinant automobilio sistemas,
• suteikiant daugiau galios vidaus degimo varikliui.

Elektros energija taip pat pagaminama ir stabdymo metu. Generatorius nėra skirtas kaupti dideliam elektros energijos kiekiui, todėl tradicinio išorinio maitinimo šaltinio šiuo atveju tiesiog nereikia. Taip išvengiama nereikalingų kaštų.

Tuo pat metu net ir integruoto nedidelio elektros variklio įtaka automobilio dinamikai – itin juntama. Svarbus ne tik varantiesiems ratams perduodamo papildomo sukimo momento dydis, tačiau ir faktas, kad jis gaunamas vos spustelėjus akceleratorių. Hibridinės sistemos daugeliu atvejų leidžia išspręsti pagrindinę vidaus degimo variklius su turbinomis kamuojančią problemą – sukimo momento stygių esant žemiems sūkiams. Todėl net ir silpniausi lengvieji hibridai pasižymi spartesniu įsibėgėjimu, o dėl patrauklių charakteristikų šios sistemos vis dažniau naudojamos ir tikrai bekelei skirtuose visureigiuose.

PAPRASTAS BŪDAS PADIDINTI GALIĄ SUNAUDOJANT MAŽIAU DEGALŲ

Lengvųjų hibridų, dar vadinamų mikrohibridais, gamyba yra daug pigesnė nei kitų hibridinių pavarų sistemų, derinančių vidaus degimo variklio galią su elektra. Jie yra ir lengvesni, nes čia nėra elektrinio variklio. O konverteris (keitiklis) su mažyte baterija gali atlikti iškart kelias funkcijas: starterio, generatoriaus, pagalbos vidaus degimo varikliui. Tokiu būdu automobilio jėgainė gali pagaminti papildomų keliolika kilovatų galios. Tad toks automobilis bus dinamiškesnis ir taupesnis.

Kalbant apie degalų suvartojimo mažinimą, lengvieji hibridai sutaupo nuo 5 iki 10 proc. Tačiau, be abejo, didžiausią skirtumą galima pajusti važiuojant miesto režimu. Važiavimo stilius, kai automobilis tai greitėja, tai vėl yra stabdomas, yra pats netaupiausias. Na, pavyzdžiui, miesto spūstyse, kai nuolat išjungiamas variklis. Būtent hibridiniai automobiliai čia labai praverčia. Degalai taupomi naudojant elektros energiją, kai reikia užvesti transporto priemonės variklį, tarkime naudojant Start-Stop sistemą.

KAIP VEIKIA MAZDA LENGVIEJI HIBRIDAI?

Mazda benzininiuose Mazda3 ir CX-30 modeliuose naudoja būtent MHEV - lengvųjų hibridų technologiją. M Hybrid sistema puikiai dera su Skyactiv-X varikliais, kurie įkūnija geriausias benzininių ir dyzelinių variklių savybes. Skirtingai nuo kai kurių kitų gamintojų sprendimų, Mazda generatorius nepakeičia starterio, tačiau yra su juo integruotas. Todėl, norint užvesti automobilį ir juo važiuoti, reikia mažiau degalų. Kaip ir kituose mikrohibriduose, Mazda generatorius padeda sutaupyti energiją, prarastą stabdant. Ją naudoja elektros sistemoms maitinti, o vidaus degimo variklio veikimą daro efektyvesnį. Jis yra daug mažiau apkrautas, todėl ilgiau išlaiko didžiausią našumą. Stabdymo metu pagaminta elektra kaupiama 24 V baterijose.

Vidaus degimo variklio veikimas kartu su „M Hybrid“ Sistema šiek tiek keičia kasdienį „Mazda“ vairavimo stilių. Visų pirma, pajudėjimas iš vietos tampa gerokai sklandesnis, o tai ypač naudinga važinėjant mieste. Kita vertus, kuris vairuotojas nesidžiaugtų dinamiškesniu pavarų perjungimu ir papildoma galia? Ji džiugina ne tik pajudant, bet ir manevruojant ar net lenkiant kitą automobilį.

Atrodytų, degalų taupymo procentas nėra labai didelis. Tačiau, važiuojant miesto režimu, skirtumas tikrai pastebimas. Ypač vairuojant nedidelį miesto automobilį, pvz., Mazda3. Vairuotojams, kurie iki šiol nebuvo susidūrę su elektros jėgainėmis automobiliuose, lengvieji hibridai yra puiki galimybė pradėti ruoštis naujai automobilizmo erai. Nes elektros energija yra pasaulinės automobilių pramonės ateitis.

LENGVASIS HIBRIDAS: AR VERTA JĮ RINKTIS?

Svarbu pastebėti, kad M Hybrid sistema nepadidina automobilio kainos, skirtingai nei kitų hibridų atveju. Tačiau nauda – neįtikėtina, nes privalumų sąrašas ilgas. Elektros energija tokiuose automobiliuose yra ne tradicinio vidaus degimo variklio pakaitalas, o didelė parama. Ir ne tik kalbant apie galią bei akceleraciją. Juk vidaus degimo variklio pagaminta energija maitinamos elektros sistemos. Todėl tradicinės jėgainės atveju sunaudojama daugiau degalų (dėl vėdinimo, vairavimo pagalbininkų ir kitų sistemų darbo). Taip pat ir užvedimo bei degalų-oro mišinio uždegimo proceso metu. Todėl toks hibridas gali ne tik pagerinti variklio veikimą, bet ir žymiai sumažinti degalų sąnaudas.

Kita vertus, vairuotojui nereikia nieko papildomai daryti, sistema veikia pati. Nereikia nieko junginėti – rinktis tarp elektros ir vidaus degimo variklio. Nereikia krauti automobilio iš elektros lizdo, nes stabdant kaupiama reikiama energija. Be to, įvedus Taršos mokestį, reikėtų įvertinti ir mažesnes išmetamųjų dujų emisijas. Taigi Mazda hibridiniai automobiliai prisideda prie ekologijos ir padeda tausoti aplinką be ypatingų pastangų.