Aktualności, Motoryzacja

Alternatywne źródła napędu cz. 6 – napędy hybrydowe

kombinowany układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

Napędy hybrydowe to napędy składające się z co najmniej dwóch źródeł zasilania. W motoryzacji przyjęto, że napęd hybrydowy składa się z silnika spalinowego i silnika elektrycznego.

kombinowany układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

kombinowany układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

 
W dzisiejszych czasach producenci samochodów często sięgają po takie rozwiązania ze względu na mniejsze zużycie paliwa, większą dynamikę jazdy, co z kolei przyciąga klientów do zakupu pojazdów z napędem hybrydowym.

Większa konkurencja pomiędzy firmami produkującymi „samochody hybrydowe” sprawia, że cena jest dostępna dla klientów, a ekonomiczne „wykorzystanie” napędu jest coraz większe.

W dużych miastach ruch samochodów jest bardzo duży, co wpływa na wysokie zanieczyszczenie powietrza. Zmusza to kraje Unii Europejskiej do ograniczania ruchu pojazdów emitujących dużo zanieczyszczeń. Wykorzystanie napędu hybrydowego sprawia, że emisja związków toksycznych do atmosfery jest dużo niższa od napędów wyłącznie „spalinowych”. Dlatego tego typu rozwiązania spotykają się z dużym zainteresowaniem nie tylko kupujących, ale również władz.

Zaletami napędu hybrydowego są m. in.:

– wspomaganie pracy silnika spalinowego silnikiem elektrycznym, co zwiększa moment obrotowy przy niskich prędkościach obrotowych,

– mniejsze wykorzystanie silnika spalinowego, co również wpływa na zużycie paliwa,

– odzyskiwanie podczas hamowania energii elektrycznej z energii kinetycznej,

– mniejsza emisja związków toksycznych do atmosfery.

Układy z napędem hybrydowym można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

układy szeregowe – silnik spalinowy napędza prądnicę, która zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. Prądnica napędza silnik elektryczny prądem stałym. Nadwyżka energii elektrycznej – po zamianie prądu zmiennego na prąd stały – zostaje zmagazynowana w akumulatorze w postaci energii chemicznej. Energia z akumulatora jest w razie potrzeby wykorzystywana do napędu silnika elektrycznego po uprzednim przekształceniu przez przetwornicę na prąd zmienny.

szeregowy układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

szeregowy układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

układy równoległe – w tym rozwiązaniu pojazd napędzany jest silnikiem spalinowym lub silnikiem elektrycznym. Podczas poruszania się pojazdu na silniku spalinowym lub podczas hamowania, silnik elektryczny działa jako prądnica ładując akumulator.

równoległy układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

równoległy układ napędowy / Fot. Joanna Głaz

Powszechnie stosowane są hybrydy kombinowane, czyli łączące w sobie dwa rozwiązania: układ szeregowy i układ równoległy. Krótko można by nazwać „dwa w jednym”.

Do zasilania wykorzystuje się akumulatory niklowo – wodorkowe – czyli potocznie zwane akumulatorami bezobsługowymi. W zależności od rozwiązań konstrukcyjnych – wykonania – napięcie nominalne akumulatora zawiera się w granicach 200 – 300 V. Zamiana energii elektrycznej w energię chemiczną i odwrotnie powoduje nagrzewanie się akumulatora i stąd konieczne jest chłodzenie, które wytwarza specjalna dmuchawa. Przetwornica napięcia spełnia funkcję zamiany energii elektrycznej na prąd stały i odwrotnie. Przewody elektryczne wysokiego napięcia łączą silniki elektryczne, przetwornicę oraz akumulator.

Silnik spalinowy i dwa silniki elektryczne (synchroniczne silniki elektryczne prądu trójfazowego z magnesem trwałym, które mogą również działać jako prądnice), połączone są przekładnią planetarną. Silnik MG 2 i mechanizm różnicowy kół napędzanych są połączone łańcuchem i kołami zębatymi.

Należy pamiętać, że nieodpowiednie obchodzenie się z obwodami wysokiego napięcia w „hybrydach” grozi kalectwem lub śmiercią.

Piotr Głaz – Lubaczów
Schematy: Joanna Głaz na podstawie: „Fechkunge Kreftfahrzeugtechnik” – 2004 by Verlag Europa – Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH&Co., Haan – Gruiten (Germany)

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *