Co to jest samochód hybrydowy?

Hybryda to w największym skrócie samochód wyposażony w zespół napędowy składający się z silnika spalinowego i elektrycznego. W zależności od marki i modelu silnikiem spalinowym może być jednostka benzynowa lub wysokoprężna. Istnieją także różne sposoby konstruowania „sekcji elektrycznej”. Może to być jeden silnik elektryczny lub kilka (np. dwa lub trzy). Silnik elektryczny może być połączony ze spalinowym pod maską albo zabudowany w innym miejscu – np. przy kołach tylnych.

Ideą napędów hybrydowych jest połączenie zalet napędu spalinowego i elektrycznego oraz wyeliminowanie ich wad. W efekcie otrzymujemy lepszą ekonomię i dynamikę jazdy. Przykładowo, samochód hybrydowy w korku, podczas manewrowania i na krótkich odcinkach porusza się w trybie elektrycznym, a silnik spalinowy wykorzystywany jest wyłącznie podczas jazdy w trasie lub przynajmniej na dłuższych odcinkach. Istnieje wiele podziałów napędów hybrydowych. Najpopularniejszy jest podział samochodów ze względu na stopień hybrydyzacji.

Micro hybryda (obecnie każdy nowy samochód)

Micro hybrydą będzie samochód spalinowy wyposażony w układ Start&Stop, który umożliwia wyłączenie silnika np. na światłach, a potem załączenie przy naciśnięciu na pedał gazu. Główną zaletą micro-hybrydy w porównaniu z samochodem spalinowym jest niższa emisja spalin.

Łagodna hybryda

Oprócz Start&Stop, taki samochód posiada funkcję motor-assist, czyli wspomaganie pracy silnika spalinowego przez elektryczny. Łagodna hybryda również będzie miała możliwość rekuperacji energii elektrycznej z hamowania. W trakcie jazdy samochód odzyskuje energię, gromadzi ją w akumulatorze by potem wykorzystać np. podczas przyśpieszania do wspomagania pracy silnika spalinowego. Łagodna hybryda zużywa dzięki temu mniej paliwa w cyklu miejskim niż zwykły samochód spalinowy, jest znacznie bardziej wydajna niż micro-hybryda, ale nadal nie może poruszać się w trybie czysto elektrycznym.

Pełna hybryda

To obecnie najbardziej pożądane rozwiązanie. Ma wszystkie cechy łagodnej hybrydy, ale pozwala także na jazdę w trybie czysto elektrycznym (EV). Mówa tu wprawdzie o zasięgu od kilku do kilkunastu kilometrów, ale to wystarcza do tego, aby pokonywać korki lub manewrować na parkingach w trybie bezemisyjnym.

Hybryda Plug-in

Hybryda Plug-in ma wszystkie cechy pełnej hybrydy, ale dokłada do niej jeszcze dwie – ma zasięg kilkunastu czy nawet kilkudziesięciu kilometrów w trybie EV i można ją doładowywać z gniazdka. Im wyższy stopień hybrydyzacji pojazdu, tym mniejszy rozmiar silnika spalinowego (downsizing), a zwiększona pojemność baterii.

Specyfika hybrydowego układu napędowego

Warto przyjrzeć się bliżej przede wszystkim pełnym hybrydom, ponieważ to właśnie one podbiły polski rynek. Zazwyczaj pełne hybrydy mogą pracować w sześciu trybach. Są to:

• Napęd czysto elektryczny;
• Napęd czysto spalinowy;
• Hamowanie odzyskowe (silnik spalinowy jest odłączony, a silnik elektryczny działa jak generator);
• Napęd hybrydowy (jednocześnie napędza silnik spalinowy i elektryczny);
• Napęd hybrydowy z doładowaniem baterii (jeśli bateria jest rozładowana poniżej krytycznego punktu, wtedy silnik spalinowy wytwarza nadwyżkę mocy);
• Postój aktywny (silnik spalinowy podładowuje baterię, podczas gdy samochód jest na postoju).

Za wybór właściwego trybu (optymalnego w danym momencie) odpowiada centralny sterownik pojazdu i robi to całkowicie automatycznie. Wyboru może także dokonać kierowca, pod warunkiem że pozwalają na to warunki jazdy (np. prędkość) oraz stan naładowania akumulatora sekcji elektrycznej.

Hybrydowe wskazówki eksploatacyjne

Napęd hybrydowy pracuje najbardziej wydajnie, jeśli kierowca stosuje się do pewnych ogólnych wskazówek eksploatacyjnych. Oto najważniejsze z nich:

1. Jeśli już samochód hybrydowy ma możliwość wyboru trybu jazdy, to w korku i na krótkich dystansach należy korzystać z trybu elektrycznego.
2. W cyklu miejskim warto korzystać z trybu hybrydowego – silnik spalinowy + elektryczny = najmniejsze zużycie paliwa.
3. W miarę możliwości należy jeździć płynnie i utrzymywać stałą prędkość jazdy. Najwięcej paliwa zużywa się podczas przyspieszania.
4. Zasięg trybu elektrycznego można zwiększyć, ograniczając korzystanie z multimediów, ogrzewania, klimatyzacji. Oczywiście należy w tym zachowywać pewien umiar, ponieważ najważniejsze jest bezpieczeństwo podróży.
5. Przewidywanie sytuacji na drodze pozwala na optymalne wykorzystanie funkcji hamowania odzyskowego.

TotalEnergies

Hybrydowe zespoły napędowe ze względu na swoją specyfikę pracy wymagają odpowiednich olejów. Chodzi o to, aby odpowiednio chronić silnik spalinowy, który w takim układzie pracuje w bardzo specyficznych i niekorzystnych warunkach. Podczas jazdy w mieście nieustanie wyłącza się i uruchamia. Podczas przyspieszania, gdy jest większe zapotrzebowanie na moc tuż po jego uruchomieniu, od razu wkręca się na wysokie obroty.

Oznacza to, że olej musi go błyskawicznie smarować. Właśnie z tego powodu wymagana jest odpowiednio niska lepkość i płynność, aby silnik pracował możliwie jak najkrócej „na sucho”. Dlatego standardem w tych silnikach jest lepkość 0W-20, a niektóre konstrukcje wymagają nawet oleju 0W-8.

Częste rozruchy to nie jedyne wyzwanie. Spalinowe silniki w hybrydach są często „niedogrzane”. A zatem oleje muszą posiadać odpowiednie dodatki przeciwzużyciowe, aby skutecznie chronić silniki przy niższej temp pracy oleju. Co więcej – w takim cyklu pracy do oleju będzie przedostawała się cześć niespalonego paliwa zawierającego eco dodatki. Olej musi być z nimi kompatybilny i odporny na przyśpieszone utlenianie czy żelowanie. Przykładem olejów TotalEnergies spełniających wymagania silników spalinowych w napędach hybrydowych jest:

• Quartz 9000 XTRA FUTURE XT 0W-16;
• Quartz Ineo XTRA EC6 0W-20;
• Quartz 9000 FUTURE GF-6 0W-20;
• Quartz Ineo XTRA DYNAMICS 0W-20.

W najnowszych układach hybrydowych stosowane są silniki downsizingowe. Tu oprócz wyżej wymienionych problemów dochodzą jeszcze „własne” problemy z odpowiednim smarowaniem tego typu silników.

Olejowe wyzwania

Oczywiście silnik spalinowy to nie jedyny podzespół, który wymaga specjalnych płynów. Niezwykle wymagająca jest także przekładania spajająca napęd spalinowy z elektrycznym. W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego może to być przekładnia automatyczna, zautomatyzowana dwusprzęgłowa, CVT lub planetarna, która nierzadko zintegrowana jest z jednostką elektryczną. Do nich stosować klasyczny płyn przekładniowy, jak np. Fluidmatic DCT MV, Fluidmatic CVT MV, który będzie zapewniał smarowanie i chłodzenie mechanicznych komponentów.

Przyszłością jednak są płyny jednocześnie chłodzące i smarujące przekładnię oraz wbudowany w niej silnik elektryczny. TotalEnergies opracował tego typu płyn Quartz EV DHT oraz Quartz EV DCT. Te produkty zawierają w sobie zarówno bardzo dobre dodatki przeciwzużyciowe, jak i są dielektryczne, co pozwala na chłodzenie uzwojeń silnika elektrycznego.

TotalEnergies

Źródło: TotalEnergies