Choć początkowo, kilka lat temu, wydawało mi się, że napęd hybrydowy będzie stanowić ślepy zaułek rozwoju motoryzacji, czas pokazał, że najwyraźniej byłem w błędzie. Co roku na rynku pojawiają się kolejne modele samochodów z takim właśnie układem napędowym.
Czy warto się nim zainteresować? Co to w ogóle znaczy? O tym napiszę szczegółowo w niniejszym artykule.
Napęd hybrydowy – co to znaczy?
Napęd hybrydowy jest rozpowszechniony bardziej, niż może się wydawać i funkcjonuje od dawna. W największym skrócie, jest to taki układ napędowy, w którym łączy się silnik spalinowy wraz z silnikiem elektrycznym, a całość wspomaga dodatkowy osprzęt, m.in. prądnica oraz akumulatory.
To właśnie napęd hybrydowy wykorzystywany jest w okrętach podwodnych, m.in. eksploatowanych przez Polskę w chwili obecnej ORP Orzeł (typu 877E/Kilo, produkcji radzieckiej) oraz Sęp i Bielik (projekt 207/Kobben, produkcji niemieckiej, wcześniej eksploatowane przez marynarkę wojenną Norwegii). Gdy okręt podwodny porusza się po powierzchni (lub bezpośrednio pod nią), korzysta do napędu z silników wysokoprężnych, jednocześnie ładując akumulatory. W czasie pracy w dużym zanurzeniu okręt napędzany jest silnikami elektrycznymi.
Nieco inny spalinowo-elektryczny układ funkcjonuje np. w lokomotywach, w tym w jednej z najpopularniejszych na polskich torach lokomotywie Fablok 6D (ozn. PKP SM42). Silnik diesla zainstalowany w tym pojeździe napędza prądnicę główną (prądu stałego), skąd trafia do czterech silników trakcyjnych (napędowych), umieszczonych bezpośrednio na wózkach (po jednym silniku na każdą napędzaną oś). Maszynista zmienia wydajność prądnicy, przez co wpływa na moc wytwarzaną w silnikach elektrycznych, zaś o odpowiednią prędkość obrotową silnika spalinowego dba automatyczny regulator, zmieniający ilość paliwa docierającego do cylindrów.
Napęd hybrydowy – szeregowy i równoległy
Jeszcze nie zaczęliśmy mówić o samochodach i autobusach, a już mamy dwa doskonałe przykłady tego, jakie napęd hybrydowy ma rodzaje.
Napęd hybrydowy szeregowy spotkamy we wspomnianej lokomotywie. Tu silnik spalinowy pracuje w optymalnych warunkach, przekazując moc do prądnicy, która z kolei zasila elektryczne silniki napędzające koła. Mamy do czynienia z szeregowym połączeniem kolejnych elementów układu (podobnie, jak z szeregowym łączeniem urządzeń elektrycznych). Cały napęd nie zadziała, gdy popsuje się jeden z elementów.
Napęd hybrydowy równoległy mamy zaś w okręcie podwodnym. Zarówno silnik elektryczny jak i spalinowy mogą napędzać ten dość specyficzny pojazd, pracując samodzielnie, albo jednocześnie. Pojazd może być napędzany silnikiem elektrycznym, spalinowym, albo obydwoma naraz.
W praktyce spotykane są także kombinacje obydwu układów, no i też nieco bardziej skomplikowane rozwiązania, np. użycie silników elektrycznych jako prądnicy do odzysku energii w czasie hamowania pojazdu. Oczywiście w okręcie podwodnym jest to nie bardzo możliwe, ale w przypadku autobusów, śmieciarek czy samochodów osobowych, jest możliwe i sensowne.