Hibridiniai automobiliai

Nuo lengvųjų iki iš tinklo įkraunamų hibridų: kas padės mažiau teršti ir taupyti

Diskutuojant apie klimato kaitą, vis daugiau automobilių gamintojų imasi veiksmų, siekdami sumažinti išmetamo anglies dioksido kiekį. Nors elektromobiliai, kurių pardavimo apimtys tiek Lietuvoje, tiek visoje Europoje kasmet sparčiai auga, atrodo akivaizdžiausias emisijos kiekio ir taršos problemos sprendimas, daugelis gamintojų siūlo elektrifikacijos naudą patirti renkantis hibridinę pavarą turinčias transporto priemones – nuo lengvųjų iki iš tinklo įkraunamų hibridų.

Lengvasis hibridas – mažesnis taršos mokestis

Dėl automobilių gamintojų pastangų padidinti benzininių arba dyzelinių variklių našumą ir kartu sumažinti jų apetitą degalams jau kelerius metus pirkėjams siūloma vis daugiau ne įprastais vidaus degimo varikliais varomų, o lengvąją hibridinę (angl. „mild hybrid“) pavaros sistemą turinčių modelių.

Tokiuose naujos kartos vidaus degimo varikliuose įrengta papildoma 48 V įtampos baterija, našesnis generatorius ir starteris. Didesnio pajėgumo generatorius leidžia sparčiau įkrauti didesnės talpos bateriją, taip pat gali veikti kartu su varikliu bei prisidėti prie sukuriamo sukimo momento.

„Starteris, kaip nedidelis elektros variklis, šiek tiek sumažina vidaus degimo varikliui tenkantį inercijos pasipriešinimą pajudant iš vietos arba dalį riedėjimo pasipriešinimo važiuojant pastoviu greičiu“, – lengvojo hibrido veikimą aiškina Vilniaus Gedimino technikos universiteto Automobilių inžinerijos katedros profesorius dr. Vidas Žuraulis.

Pajudant iš vietos ar greitėjant, varikliui padedanti 48 V elektros sistema leidžia apkarpyti ir degalų sąnaudas. Priklausomai nuo vairavimo stiliaus, vidutinės sąnaudos gali būti mažesnės iki 1 litro 100 km – tokiu ar didesniu našumu, pavyzdžiui, pasižymi naujoviškas „Mazda e-SkyActiv-X“ variklis, kuriame pritaikyta lengvojo hibrido technologija.

Kompaktiškas hečbekas „Mazda3“ su 186 AG galią generuojančiu „e-SkyActiv-X“ varikliu išmeta į aplinką 118 g/km CO2 bei užtikrina tik 5,2 litro vidutines degalų sąnaudas 100 kilometrų mišriu režimu. Analogiškos galios „Volkswagen Golf“ išmeta 133 g/km CO2 bei naudoja 5,8 litro degalų.

Europos šalyse, kur automobiliai apmokestinami pagal CO2 emisiją, 11 procentų sąnaudų skirtumas gali virsti ženklia finansine išraiška. Štai Vokietijoje toks skirtumas užtikrintų 32 procentais mažesnį taršos mokestį.

Mazda3 hečbekas

V. Žuraulis įžvelgia dar vieną šios hibridinės sistemos privalumą, kuris vairuotojams gali būti vertingas ilgalaikėje automobilio eksploatavimo perspektyvoje – mažesnės varikliui tenkančios apkrovos gali prailginti visos pavaros sistemos tarnavimo laiką.

„Viena iš svarbių priežasčių panaudoti galingesnius starterius buvo „Start/Stop“ sistemos. Dažnas variklio užgesinimas ir paleidimas kiekvieną kartą sustojus, kaip įprasta vairuojant mieste, apkrauna standartinę paleidimo sistemą ir trumpina jos amžių. Didesnės talpos baterija dėl galingesnio generatoriaus sukaupia kinetinę stabdymo energiją, ją konvertuoja į elektros energiją, o galingesnis starteris yra pajėgus dažnai užvedinėti variklį ir šiek tiek jam padėti išjudinant automobilį iš vietos“, – paaiškina specialistas.

Mazda3 hečbekas

Sumažina išlaidas ne tik degalams, bet ir techninei priežiūrai

Hibridinė pavara automobilių rinkoje yra jau daugiau nei du dešimtmečius, bet net ir šiandien pilnaverčiai hibridiniai automobiliai – vienas optimaliausių pasirinkimų, padedančių išnaudoti elektrifikacijos privalumus nesileidžiant į jokius kompromisus.

Tūkstantmečių sandūroje pasirodęs „Toyota Prius“ buvo vienas pirmųjų hibridinių automobilių. Ekonomiško vairavimo sinonimu tapęs modelis ilgą laiką dominavo hibridų rinkoje. Šiandien skirtingas hibridinės pavaros konfigūracijas siūlo kone kiekvienas automobilių gamintojas, o ir pasirinkimo galimybės ypač plačios: nuo kompaktiškų ir manevringų hečbekų iki prabangių aukštesnės klasės sedanų.

Nepaisant automobilio dydžio, hibridinė pavara paprastai suteikia galimybę tam tikrą atstumą, priklausomai nuo sistemoje naudojamos baterijos talpos ar elektros variklio galios, įveikti pasitelkiant vien elektros energiją. Net ir itin kompaktiški automobiliai su hibridine pavara, tokie kaip „Mazda 2“, važiuodami nedideliu greičiu 80 procentų laiko gali judėti naudojant vien elektros pavarą.

„Hibridinė pavara, esant pakankamai įkrautai baterijai, leidžia nuo kelių iki keliolikos kilometrų važiuoti vien elektros režimu. Tai itin pravartu eismo spūstyse, nes, norint pajudėti tuos keletą metrų, vidaus degimo variklio nė nereikia paleisti. Tiesa, ilgose spūstyse arba esant žiemiškoms oro sąlygoms hibridinės pavaros baterija gali ir išsikrauti – ją įkrauna įsijungęs vidaus degimo variklis“, – privalumus įvardija V. Žuraulis.

Vairuojant visiškai hibridinį automobilį dėl baterijos įkrovimo jaudintis nereikia – akumuliatorius yra įkraunamas savaime, tiesiog važiuojant arba naudojant stabdymo metu išsiskiriančią energiją. Anot V. Žaraulio, ši technologija ne tik leidžia sparčiai papildyti baterijos energijos atsargas, bet ir sumažina eksploatacijos kaštus.

„Pastaroji funkcija, vadinamasis regeneracinis stabdymas, žymiai prailgina stabdžių sistemos trinkelių ir diskų tarnavimo laiką, nes stabdymo metu dalį stabdymo momento sukuria elektros generatorius, todėl darbinė stabdžių sistema apkraunama gerokai silpniau“, – priduria specialistas.

Vidas Žuraulis

Dera geriausios savybės

Pastaraisiais metais daugelio gamintojų asortimentą papildė dar vienas elektrifikuotas modelis – iš tinklo įkraunami hibridai. Automobiliai su įkraunamąja hibridine pavara leidžia iš dalies patirti elektromobilių savybes ir kartu išsaugo vidaus degimo variklių privalumus, kurių vienas – visiška ramybė dėl nuvažiuojamo atstumo, nes, išsikrovus baterijai, visada galima pasikliauti benzininiu motoru.

Nors dauguma įkraunamųjų hibridų naudojant tik elektros energiją gali nuvažiuoti 20–100 km, daugeliui vairuotojų to visiškai pakanka, norint kasdien įveikti įprastą maršrutą.

„Dažniausiai elektros režimu kursuojama mieste, kur važiavimo pobūdis hibridinei arba, šiuo atveju, elektrinei pavarai yra palankesnis – dažni stabdymai leidžia šiek tiek papildyti akumuliatoriaus bateriją visiškai dykai. Išvažiavus iš miesto, tokių automobilių baterija gana greitai išsenka, tačiau tuomet atsiskleidžia sistemoje esančio vidaus degimo variklio privalumai.

Taigi įkraunamoji hibridinė sistema išties labai veiksmingas būdas racionaliai išnaudoti automobilį, t. y. sutaupyti išlaidų tiek degalams, tiek elektrai, ir prisidėti prie oro taršos mažinimo“, – įsitikinęs V. Žuraulis.

Gamintojai renkasi skirtingas strategijas

Ambicingi valstybių aplinkosaugos tikslai daugeliui automobilių gamintojų tapo savitu atskaitos tašku. Štai Jungtinės Karalystės vyriausybė puoselėja idėją nuo 2030-ųjų šalyje leisti įsigyti naujus automobilius tik su elektrine pavaros sistema, o ir kitose Europos šalyse svarstoma uždrausti naujų automobilių su vidaus degimo varikliais prekybą nuo 2035 ar 2040 m.

Kol vieni griebiasi radikalių permainų, „Mazda“ vadovaujasi strategija tobulinti esamas technologijas, o iki 2030-ųjų pereiti prie visiškai elektrifikuotų modelių. Iki tol ji galės vairuotojams pasiūlyti kone plačiausią galimų konfigūracijų gamą rinkoje.

Neilgai trukus „Mazda“ modelių gamą papildys naujas SUV modelis CX-60 – jis bus ir su iš tinklo įkraunama hibridine pavaros sistema, o iki 2025 m. taip pat bus pristatyti ir keletas naujų elektromobilių.