Kai du varikliai dirba geriau nei vienas
Prisimenu, kaip prieš kokius dešimt metų žmonės į hibridus žiūrėjo kaip į keistą kompromisą – nei žuvis, nei paukštis. Dabar tokių automobilių gatvėse pilna, o technologija tapo tokia įprasta, kad niekas net nebekreipia dėmesio. Bet kaip iš tikrųjų veikia šie automobiliai, kurie sugeba derinti benziną ir elektrą taip, kad suvartotų mažiau kuro nei įprastas automobilis?
Hibridinio automobilio esmė paprasta – jame dirba du skirtingi varikliai: vidaus degimo variklis (dažniausiai benzininis) ir elektrinis variklis. Tačiau tai nėra tiesiog du varikliai, prikabinti prie ratų. Visa magija slypi tame, kaip šie varikliai bendradarbiauja, kada kiekvienas iš jų įsijungia ir kaip sistema sprendžia, kurį naudoti konkrečiu momentu.
Kaip sistema sprendžia, kas dirbs
Hibridinio automobilio smegenys – tai valdymo kompiuteris, kuris nuolat stebi daugybę parametrų: greitį, akceleracijos poreikį, baterijos įkrovimo lygį, variklio temperatūrą ir dar šimtą kitų dalykų. Pagal šiuos duomenis sistema priima sprendimus akimirksniu.
Pavyzdžiui, kai leidžiatės nuo šviesoforo mieste, dažniausiai dirba tik elektrinis variklis. Jis tylus, efektyvus žemame greityje ir turi pakankamai galios ramiam važiavimui. Kai reikia spartesnės akceleracijos arba pasiekiate didesnį greitį, įsijungia benzininis variklis. Kai kuriose situacijose abu varikliai dirba kartu – tada gaunate maksimalią galią.
Įdomiausia tai, kad stabdant hibridinis automobilis atgauna energiją. Įprastame automobilyje stabdant visa kinetinė energija paverčiama šiluma stabdžių diskuose ir tiesiog išsisklaido. Hibride elektrinis variklis stabdymo metu virsta generatoriumi ir kraunama baterija. Tai vadinama regeneraciniu stabdymu, ir būtent dėl šios funkcijos hibridai mieste suvartoja mažiau kuro nei greitkelyje – priešingai nei įprasti automobiliai.
Skirtingi hibridų tipai ir jų filosofijos
Ne visi hibridai sukurti vienodai. Yra keletas pagrindinių tipų, ir kiekvienas turi savo privalumų bei trūkumų.
**Nuoseklusis hibridas** – paprasčiausia schema. Čia benzininis variklis iš viso nesuka ratų – jis tiesiog sukasi ir gamina elektrą, kuri maitina elektrinį variklį arba kraunama į bateriją. Tai panašu į elektromobilį su savu generatoriumi. Tokia sistema naudojama kai kuriuose autobusuose ir sunkiasvorėje technoje, bet lengvuosiuose automobiliuose ji retesnė.
**Lygiagretusis hibridas** – čia abu varikliai gali sukti ratus atskirai arba kartu. Sistema paprastesnė, pigesnė, bet ne tokia efektyvi kaip sekanti versija. Tokią schemą naudojo ankstyvieji hibridai.
**Mišrusis (kombinuotasis) hibridas** – tai sudėtingiausia ir efektyviausia sistema, kurią populiarią padarė Toyota su savo Prius. Čia yra speciali planetinė pavara, leidžianti bet kokiu santykiu maišyti benzininio ir elektrinio variklio galią. Sistema gali važiuoti tik elektra, tik benzinu arba bet kokiu jų deriniu. Skamba sudėtingai, bet veikia nuostabiai.
**Įkraunamas hibridas (plug-in)** – tai tarsi tiltas tarp įprasto hibrido ir elektrinio automobilio. Jame yra daug didesnė baterija, kurią galima įkrauti iš rozetės. Tokiu automobiliu galima važinėti 30-80 kilometrų tik elektra, o tada jis dirba kaip įprastas hibridas. Idealus variantas tiems, kas kasdien važiuoja nedaug, bet kartais reikia ilgesnių kelionių.
Baterijos – ne tokios paprastos kaip telefone
Daugelis žmonių mano, kad hibridinio automobilio baterija yra kaip didelė telefono baterija. Iš tiesų tai visiškai kitoks žvėris. Hibridų baterijos suprojektuotos ne maksimaliai talpai, o ilgaamžiškumui ir galiai.
Įprastame (ne įkraunamame) hibride baterija palyginti nedidelė – dažniausiai 1-2 kWh talpos. Lyginimui, elektrinio automobilio baterija būna 50-100 kWh. Kodėl taip? Nes hibride baterija nuolat kraunama ir iškraunama nedideliais kiekiais. Ji niekada nebūna visiškai tuščia ar pilna – sistema palaiko įkrovimą apie 40-80% ribose. Taip baterija tarnauja daug ilgiau.
Dauguma šiuolaikinių hibridų naudoja ličio jonų baterijas, bet kai kurie (ypač senesni Toyota modeliai) vis dar naudoja nikelio metalų hidridines (NiMH) baterijas. Jos sunkesnės ir mažiau talpios, bet patikimos ir pigesnės. Toyota įrodė, kad šios baterijos gali tarnauti 15-20 metų be jokių problemų.
Ar hibridai tikrai taupo pinigus
Čia prasideda įdomiausia dalis, nes matematika ne visada paprasta. Taip, hibridinis automobilis suvartoja mažiau kuro – paprastai 30-50% mažiau nei analogiškas įprastas automobilis. Mieste skirtumas dar didesnis. Bet hibridai paprastai kainuoja 3000-8000 eurų brangiau.
Ar atsipirks? Priklauso nuo kelių dalykų. Jei važinėjate daug, ypač mieste, kur hibridai efektyviausi, ekonomija gali būti akivaizdi. Jei kuro kaina aukšta, atsipirkimas greitesnis. Bet jei važinėjate mažai arba daugiausia greitkeliais, kur hibridų pranašumas mažesnis, gali prireikti 7-10 metų, kol atgausite skirtumą.
Tačiau yra ir kitų aspektų. Hibridai paprastai turi mažesnę taršą, tyliau dirba, maloniau važiuoja mieste (dėl elektrinio variklio momento). Stabdžių kaladėlės tarnauja daug ilgiau, nes dauguma stabdymo atliekama elektriškai. Kai kuriose šalyse hibridams taikomos mokesčių lengvatos arba leidžiama važinėti autobusų juostomis.
Ką reikia žinoti apie hibridų priežiūrą
Vienas dažniausių klausimų – ar hibridai patikimi ir ar brangu juos prižiūrėti. Atsakymas gana nuramins: dauguma hibridų yra labai patikimi, o priežiūra ne brangesnė nei įprastų automobilių.
Benzininis variklis hibride dažnai dirba lengvesnėmis sąlygomis nei įprastame automobilyje – jis ne visada veikia, neretai sukasi optimaliais apsisukimais, mažiau kartų įsijungia ir išsijungia nei galėtumėte manyti. Tai reiškia, kad jis ilgiau tarnauja.
Elektrinis variklis ir baterija paprastai neturi jokios planines priežiūros. Tiesiog dirba. Daugelis gamintojų teikia 8-10 metų garantiją hibridinei sistemai, o realybėje ji tarnauja dar ilgiau. Yra Toyota Prius automobilių su 500,000+ kilometrų rida ir originaliomis baterijomis.
Kas gali kainuoti? Jei vis dėlto reikėtų keisti bateriją (kas nutinka retai), tai kainuotų 1500-3000 eurų, priklausomai nuo modelio. Bet tai tikrai ne rutininė išlaida. Inverteris ir kiti elektroniniai komponentai taip pat patikimi, nors jų remontas nebūtų pigus.
Svarbu žinoti: hibridai nemėgsta ilgo stovėjimo. Jei automobilis stovi kelis mėnesius, 12V baterija (taip, hibride yra ir paprasta baterija) gali išsikrauti, o tai gali sukelti problemų su sistema. Jei planuojate ilgai nestovėti automobilio, geriau jį kas savaitę bent trumpam paleisti.
Ar hibridas tinka jums
Hibridinis automobilis labiausiai apsimoka tiems, kas:
– Dažnai važinėja mieste, kur daug stabdymo ir leidimosi
– Nuvažiuoja bent 15,000-20,000 km per metus
– Vertina tylų ir sklandų važiavimą
– Nori mažinti savo poveikį aplinkai, bet dar nesijaučia pasirengę visiškai elektriniam automobiliui
– Gyvena vietoje, kur sunku įsirengti elektromobilio krovimo stotelę
Hibridas galbūt ne geriausias pasirinkimas, jei:
– Daugiausia važinėjate greitkeliais ilgus atstumus (čia šiuolaikiški dyzeliniai varikliai gali būti efektyvesni)
– Nuvažiuojate labai mažai (skirtumas kuro sąnaudose nekompensuos didesnės kainos)
– Mėgstate patys taisyti automobilį (hibridų elektronika sudėtinga ir reikalauja specialių įrankių)
– Gyvenate labai šaltame klimate (baterijos efektyvumas žiemą krenta, nors automobilis vis tiek veikia)
Hibridai kaip tiltas į elektrinę ateitį
Žiūrint į automobilių pramonės raidą, hibridai atrodo kaip pereinamasis etapas. Daugelis gamintojų skelbia, kad ateityje gamins tik elektromobilius. Bet ta ateitis dar neatėjo, ir hibridai puikiai užpildo spragą.
Jie leidžia žmonėms pripažinti prie elektros variklių privalumų – tylos, momento, sklandumo – nesivaržant dėl įkrovimo infrastruktūros ar važiavimo atstumo. Tai tarsi bandomasis variantas prieš pereinant prie visiško elektrinio automobilio.
Technologija toliau tobulėja. Šiuolaikiniai įkraunami hibridai su 80-100 km elektrinio važiavimo diapazonu jau gali patenkinti 90% kasdienių poreikių tik elektra, o benzininis variklis lieka kaip atsarginė galimybė ilgesnėms kelionėms. Tai praktiškai geriausias iš abiejų pasaulių.
Įdomu tai, kad hibridinė technologija nebūtinai išnyks net ir elektromobilių eroje. Kai kurie gamintojai eksperimentuoja su elektriniais automobiliais, turinčiais mažą benzininį variklį kaip diapazoną pratęsiantį generatorių. Tai techniškai irgi hibridas, tik kitoks.
Taigi hibridinis automobilis – tai ne kompromisas, o protingas sprendimas dabartinėms sąlygoms. Jis sujungia įprasto automobilio patogumą su elektrinio efektyvumu ir ekologiškumu. Technologija subrendusi, patikima ir vis dar tobulėjanti. Ar tai jūsų automobilis? Priklauso nuo jūsų poreikių, bet viena aišku – hibridai nėra laikinas mados reiškinys, o rimta technologija, kuri čia pasiliks dar ilgai.