Czy hybrydowy SUV może holować przyczepę?
Adobe Stock_Rafael Ben-AriPowszechnie wiadomo, że samochody z napędem elektrycznym mają ograniczone zdolności holowania. Ograniczone są również możliwości holowania przyczepy w hybrydowych samochodach elektrycznych. To, jaki ciężar mogą one uciągnąć, zależy przede wszystkim od stopnia ich elektryfikacji i liczby przełożeń w automatycznych skrzyniach biegów tych pojazdów.
Dostępne są różne rodzaje przyczep – zarówno nieduże przyczepy kempingowe, które mają dopuszczalną masę całkowitą (DMC) do 750 kg, jak i większe, których DMC wynosi ponad 1500 kg. Do przewozu koni można skorzystać z przyczep, które wraz z ładunkiem mogą osiągnąć DMC 2500 kg.
Powiązane firmy
Warto wiedzieć, że z takim ciężarem nie każdy pojazd z napędem hybrydowym jest w stanie sobie poradzić. Większe SUV-y z silnikiem wysokoprężnym i z napędem na wszystkie koła zwykle radziły sobie z tym wyzwaniem. Coraz częściej jednak konwencjonalne napędy są porzucane na rzecz napędu hybrydowego, nawet w przypadku większych samochodów klasy średniej.
Przykładami takich pojazdów mogą być Renault Espace, które jest obecnie dostępne tylko z napędem hybrydowym, oraz Hyundai Santa Fe z hybrydowym układem napędowym typu plug-in. Obecnie na europejskim rynku motoryzacyjnym dostępne są 4 rodzaje napędów hybrydowych. Niemal wszyscy producenci samochodów w Europie postawili na hybrydy równoległe, w których jednostki spalinowa i elektryczna ze sobą współpracują.
źródło: AdobeStock_Mike MareenJest to uzasadnione historycznie, ponieważ hybryda równoległa jest rozwinięciem istniejących układów napędowych, co umożliwiło jej szybkie wprowadzenie na rynek. W większości hybryd napęd elektryczny jest umieszczony między silnikiem spalinowym a skrzynią biegów. Dzięki takiej lokalizacji jednostka elektryczna może współpracować z silnikiem spalinowym, zapewniając dodatkową moc w razie potrzeby i poprawiając efektywność paliwową.
Nie wszyscy producenci stosują jednak ten sam układ napędu hybrydowego. Największym odstępstwem wśród europejskich dostawców pojazdów jest firma Renault ze swoim napędem z wieloma trybami pracy o nazwie E-Tech, który:
- umożliwia pracę równoległą,
- szeregową
- i czysto elektryczną.
Japońscy producenci samochodów stosują inne rozwiązania. Firma Toyota, będąca pionierem w dziedzinie napędów hybrydowych, preferuje napęd hybrydowy z podziałem energii, w którym oba silniki i generator współpracują ze sobą za pośrednictwem przekładni planetarnej.
Natomiast konstrukcja z napędem szeregowo-równoległym, stosowana przez firmę Mitsubishi, a ostatnio także przez koncern Honda, nie zyskała dotychczas tak dużej popularności. Z kolei Nissan wprowadził na rynek jeszcze bardziej zaawansowane rozwiązanie w postaci napędu E-Power, który działa wyłącznie w układzie szeregowym. Jest to w zasadzie samochód elektryczny, w którym silnik spalinowy odpowiada wyłącznie za wygenerowanie energii elektrycznej.
Napędy szeregowe ciągną elektryczne
Jak napęd szeregowy wpływa na wydajność pojazdu hybrydowego podczas jazdy z przyczepą? Analizując dane dotyczące pojazdu Nissan Qashqai, można zauważyć, że wersja e-Power z napędem szeregowym o mocy 140 kW (190 KM) umożliwia holowanie przyczepy o masie 750 kg.
Dla porównania, Qashqai z konwencjonalnym napędem o mocy 103 kW (140 KM) może holować przyczepę o masie 1400 kg, a najmocniejsza jednostka spalinowa o mocy 116 kW (158 KM) pozwala na holowanie przyczepy o masie nawet 1800 kg.
Podsumowując, silnik spalinowy o większej mocy w pojeździe hybrydowym z napędem szeregowym lepiej poradzi sobie z holowaniem przyczepy, podobnie jak samochody z konwencjonalnym napędem. Problem z uciągiem w pojazdach hybrydowych wynika z efektywności energetycznej silników elektrycznych. Przy długotrwałych i dużych obciążeniach takie silniki mogą szybko osiągać swoje limity termiczne, co wpływa na ich wydajność.
W przeciwieństwie do silników spalinowych silniki elektryczne nie potrzebują rozgrzewania, aby osiągnąć pełną moc. Producenci pojazdów elektrycznych zazwyczaj określają ciągłą moc wyjściową i moc szczytową silników elektrycznych.
W przypadku pojazdów z napędem hybrydowym moce te nie różnią się znacząco. To jednak oczywiste, że większe, ciągłe obciążenie jednostki napędowej jest możliwe tylko w pewnym ograniczonym czasie.
W elektrycznych silnikach moc szczytowa jest zazwyczaj dostępna tylko przez ok. 30 s. W samochodach Nissan Qashqai konwencjonalny napęd umożliwia holowanie dość ciężkiej przyczepy, jednak szeregowy napęd hybrydowy w tej sytuacji może się okazać niewystarczający – chyba że zostanie zwiększona wydajność energetyczna jego jednostki napędowej przez dodanie dodatkowej mocy.
Przykładem takiego rozwiązania może być samochód Nissan X-Trail w wersji z napędem na wszystkie koła, który wyposażono w układ napędowy e-POWER. W przypadku modelu X-Trail z napędem na jedną oś moc układu napędowego wynosi 150 kW/204 KM. W wersji z napędem 4×4 silnik elektryczny tylnej osi dostarcza dodatkową moc 100 kW/136 KM, przy czym firma Nissan podaje, że moc całego układu napędowego dla tej wersji napędu wynosi 156 kW/213 KM.
W napędach 4×4 moc układu napędowego jest równomiernie rozłożona na obie osie. Pozwala to silnikom elektrycznym na znacznie wolniejsze osiąganie wysokich poziomów obciążenia i strat mocy, które powodują nagrzewanie się uzwojeń silnika. W hybrydzie X-Trail z układem napędowym e-POWER możliwości holownicze wzrastają do 1800 kg, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z tradycyjnymi tradycyjnymi napędami hybrydowymi.
Według producenta napęd na cztery koła oparty na silnikach elektrycznych uzyskuje odpowiednią siłę napędową na tylnej osi 10 tys. razy szybciej niż mechaniczne przeniesienie napędu. Napęd w pojazdach hybrydowych firmy Honda opiera się w zasadzie na układzie szeregowym. W przeciwieństwie jednak do hybrydowych samochodów innych producentów w układzie przeniesienia napędu Hondy znajduje się mokre sprzęgło, które pozwala całkowicie ominąć część elektryczną układu napędowego.
Jest ono jednak wykorzystywane tylko w określonych zakresach prędkości jazdy, np. między 80 a 140 km/h. Inżynierowie Hondy uznali, że dzięki takiemu rozwiązaniu przy jeździe ze stałą prędkością zużycie paliwa będzie najwydajniejsze. W rzeczywistości układy napędowe hybryd Hondy podlegają tym samym zasadom, jakie obowiązują w przypadku modeli Nissana. Pojazdy hybrydowe Honda Jazz Crosstar są w stanie holować jedynie przyczepkę o masie do 500 kg.
Interesującą innowację znajdziemy w modelu Honda CR-V z wysoce zaawansowanym układem napędowym e: HEV. Inżynierowie Hondy dodali w tym modelu dodatkowe przełożenie za pomocą sprzęgła w skrzyni biegów.
Według Hondy umożliwia to uzyskanie kolejnego, krótszego przełożenia, co pozwala na jazdę w trybie hybrydowym przy prędkościach poniżej 80–90 km/h. Taki zabieg poprawia zdolność pojazdu do holowania, co jest szczególnie istotne również dla użytkowników, którzy planują transport rowerów czy łodzi.
Pełna hybryda z napędem na jedną oś i wersja z napędem na wszystkie koła nie mogą jednak holować ciężarów o masie większej niż 750 kg. Wersja z napędem 4×4 nie pozwala na większe obciążenie, ponieważ tylna oś jest załączana klasycznie za pomocą wielopłytkowego sprzęgła. Oznacza to, że takie same pozostają obciążenia wywierane na silnik elektryczny. Na pierwszy rzut oka może się wydawać nieco zaskakujące, że Honda CR-V typu plug-in może holować przyczepę z hamulcami o masie 1500 kg.
Wynika to z procedury certyfikacji WLTP (Worldwide Harmonised Light Duty Vehicles Test Procedure), która została opracowana do mierzenia zużycia paliwa, emisji CO2 oraz zanieczyszczeń w samochodach osobowych i lekkich pojazdów dostawczych. Ta procedura obejmuje test laboratoryjny WLTC (Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicle Test Cycle) i praktyczny egzamin drogowy, znany jako RDE (Real Driving Emissions).
Napęd hybrydowy Hondy jest jednak ogólnie zaprojektowany tak, aby wielokrotnie dostarczał energię elektryczną do akumulatora, nie tylko podczas hamowania lub wybiegu. Oznacza to, że przynajmniej w krótkich fazach przyspieszenia dostępna jest ponownie hybrydowa moc trakcyjna z obu silników. Jeśli jednak bateria jest rozładowana, a pojazd hybrydowy plug-in zachowuje się jak hybryda w trybie serwisowym, wówczas może on ciągnąć jedynie przyczepkę o masie 750 kg.
| Układy napędów hybrydowych |
| Obecnie technologia napędów hybrydowych jest bardzo rozwinięta i istnieje wiele różnych typów napędów, które mają różne zastosowanie i zasadę działania. |
Hybryda szeregowa – źródłem napędu pojazdu jest w tym przypadku energia zgromadzona w akumulatorze lub nadmiar energii wygenerowanej przez silnik spalinowy. Auto napędzane jest wyłącznie przez silnik elektryczny, który zasilany jest z akumulatora. |
| Hybryda równoległa – napęd jednostki pochodzi z dwóch źródeł. Układ przeniesienia napędu może być zasilany przez silnik elektryczny i/lub silnik spalinowy (równoległe zasilanie). Energia z obu tych źródeł jest wykorzystywana w stopniu, który zależy od warunków panujących na drodze lub od sposobu jazdy. W porównaniu z napędem szeregowym hybryda równoległa daje większe możliwości wykorzystania synergii między dwoma różnymi typami układów napędowych. Takie rozwiązanie można spotkać w samochodach osobowych, SUV-ach i lekkich pojazdach użytkowych. Hybrydy równoległe dzielą się na pełne hybrydy, łagodne hybrydy i mikrohybrydy. |
Hybryda mieszana – jest połączeniem hybrydy szeregowej i równoległej. To najpopularniejszy rodzaj napędu, który łączy zalety obu tych rozwiązań. |
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Skuteczniejsze chłodzenie i więcej przełożeń
Napęd hybrydowy Toyoty opiera się na przekładni planetarnej, która umożliwia obu silnikom i generatorowi współpracę na wiele różnych sposobów. Tutaj także napęd elektryczny odgrywa kluczową rolę, chociaż nie tak wyłączną jak w przypadku napędu szeregowego. Toyota dostosowuje zdolności holowania swoich pojazdów do różnych grup użytkowników. Na przykład najnowszy model Prius PHEV nie jest przystosowany do holowania przyczepy.
Z innej strony Toyota RAV4 w zależności od wersji może holować przyczepę z hamulcami o masie 800–1650 kg. Dodatkowo konstrukcja napędu hybrydowego Toyoty umożliwia optymalne wykorzystanie energii, co przekłada się na zwiększenie efektywności napędu. W niektórych modelach tej marki tylko falownik jest chłodzony cieczą, podczas gdy w Lexusie są to również silniki elektryczne. Takie rozwiązanie umożliwia zmniejszenie strat mocy cieplnej.
Dzięki temu pojazd Lexus NX jest w stanie holować przyczepkę o masie 1500 kg, nawet bez elektrycznego napędu na wszystkie koła. Z kolei konstrukcja nowatorskiego napędu hybrydowego E-Tech firmy Renault znajduje się gdzieś między rozwiązaniem japońskim a europejskim. Tryby jego pracy obejmują 4 przełożenia przeznaczone do pracy równoległej obu napędów oraz 2 przełożenia do pracy elektrycznej i szeregowej.
Przykładem może być model Renault Captur, który przy konwencjonalnym napędzie może holować przyczepę z hamulcami o masie 750 kg lub 1200 kg, zależnie od konfiguracji. Wersja Captur E-Tech full hybrid radzi sobie jedynie z ładunkiem o masie 750 kg. Hybrydowe modele Austral i Espace w wersji E-Tech holują przyczepy z hamulcem o masie odpowiednio: 1500 kg i 1600 kg.
Nawiasem mówiąc, model Austral jako łagodna hybryda osiąga uciąg nawet 1800 kg. Technologia firmy Renault pozwala uciągnąć nieco większy ciężar, dzięki temu, że silnik spalinowy, poza procedurą rozruchu, ma do dyspozycji cztery przełożenia.
Brak ograniczeń dla hybryd równowległych
Warto wspomnieć o hybrydach równoległych, typowych dla europejskiej produkcji. Niezależnie od tego, czy są to hybrydy wysokonapięciowe, czy 48-woltowe, praktycznie wszystkie hybrydy równoległe nadal mają dominujący silnik spalinowy z pełnowartościową skrzynią biegów, która zapewnia sześć lub więcej przełożeń. Dzięki temu nie ma żadnych ograniczeń w porównaniu z konwencjonalnymi napędami.
Podczas przyspieszania pojazdu niewielki silnik elektryczny o mocy np. 15 kW/20 KM ma wręcz pożądaną pomoc, zwiększając moment obrotowy i poprawiając dynamikę jazdy. W trakcie jazdy ze stałą prędkością moc trakcyjna pochodzi w całości z silnika spalinowego, co pozwala na utrzymanie efektywności paliwowej. Hybrydy równoległe oferują także korzyści w postaci lepszego wykorzystania energii podczas hamowania, kiedy silnik elektryczny działa jako generator, odzyskując energię kinetyczną i ładowaniem akumulatora.
Dzięki temu, mimo że głównym źródłem napędu jest silnik spalinowy, układ hybrydowy poprawia ogólną efektywność pojazdu i redukuje emisję spalin. W kontekście pojazdów hybrydowych warto zaznaczyć, że zdolności holowania są często ważnym czynnikiem wyboru dla kierowców, zwłaszcza tych zainteresowanych:
- aktywnym trybem życia,
- podróżami
- czy aktywnościami rekreacyjnymi.
Niestety silniki elektryczne nie są jeszcze najlepszym rozwiązaniem w przypadku holowania przyczep.
Istnieją jednak rozwiązania, które pozwalają na znaczne zwiększenie zdolności transportowych. To na przykład wspomaganie elektryczne obu osi napędowych lub zaawansowane układy chłodzenia inwertera i silników elektrycznych. Sensowne jest również stosowanie automatycznych skrzyń biegów z wieloma przełożeniami, co pozwala uzyskać żądaną i efektywną prędkość jazdy lub moment obrotowy w szerokim zakresie obrotów.
Pixabay – Tho-Ge PixabayDzięki temu hybrydowe samochody mogą lepiej radzić sobie z różnorodnymi wymaganiami drogowymi, w tym z holowaniem ciężkich ładunków. Niezależnie od tego nabywcy samochodów hybrydowych powinni uważnie zapoznać się z ich kartą katalogową, jeśli chcą kupić pojazd, który będzie mógł holować przyczepy kempingowe lub przyczepy z końmi. Tylko dokładna analiza parametrów technicznych pozwoli na wybór pojazdu, który spełnia wszystkie oczekiwania dotyczące zdolności holowania.
Zdaniem EXPERTa
Mariusz Fornal, kierownik działu konstrukcyjnego firmy Steinhof
Na co zwrócić uwagę przy doborze haka holowniczego do samochodu hybrydowego?
Hak holowniczy nie ma bezpośredniego wpływu na uciąg samochodu. Podczas doboru tego elementu do samochodu hybrydowego lub hybrydowego SUV-a, należy zwrócić uwagę na kilka wymagań:
Certyfikacja i zgodność z homologacją – hak holowniczy musi posiadać homologację i być zgodnym z homologacją pojazdu. Ważne, by upewnić się, że producent haka przewidział jego zastosowanie w konkretnej marce i modelu samochodu hybrydowego.
Nośność i wytrzymałość haka – hak holowniczy musi mieć odpowiednią nośność, dostosowaną do masy samochodu i holowanej przyczepy. Warto sprawdzić w posiadanej dokumentacji (samochodu i haka) informacje dotyczące maksymalnej masy holowanej przyczepy i dopuszczalnego nacisku.
Kompatybilność z systemami elektrycznymi pojazdu – samochody hybrydowe często posiadają zaawansowane systemy elektroniczne, które mogą wymagać specjalnych modułów do podłączenia instalacji elektrycznej przyczepy. Zalecane jest, aby hak holowniczy wraz z wiązką był kompatybilny z systemami elektrycznymi pojazdu.
Źródło: Materiały redakcyjne
O Autorze
