Napęd hybrydowy – czy warto?

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.

Napęd hybrydowy (spalinowo-elektryczny) można znaleźć także w tych, bardzo popularnych lokomotywach SM42 / Fablok 6D.
Napęd hybrydowy z silnikiem diesla znajdziemy także w lokomotywach, m.in. w widocznej na zdjęciu SM42 / Fablok 6D. Fot.: Zwiadowca21, źródło: wikimedia.org, na licencji CCA 3.0.

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. 

Silnik Stirlinga

Szukając coraz ciekawszych i bardziej efektywnych sposobów na wytwarzanie energii z różnych paliw, inżynierowie sięgają niekiedy po bardzo stare wynalazki. Jednym z nich jest silnik Stirlinga, opatentowany ponad 200 lat temu, w 1816 roku.

Silnik Stirlinga to dość dziwaczny silnik tłokowy. Jego nietypowość polega na tym, że podobnie jak w przypadku maszyny parowej, w samym silniku nie odbywa się proces spalania żadnego paliwa. Wyposażony jest w dwa tłoki i jeden lub dwa cylindry, ciepły oraz zimny, tj. ten, do którego należy dostarczać ciepło i drugi, który trzeba chłodzić. To właśnie ten proces przepływu ciepła przez silnik sprawia, że tłoki poruszają się, przekazując energię na wał korbowy.


Czytaj dalej…

Elektryczne pojazdy a oszczędności paliw ropopochodnych

W skali pojedynczego gospodarstwa domowego czy przedsiębiorstwa, zakupienie pojazdów elektrycznych (samochodu, autobusu, pojazdu dostawczego) oznacza oczywiście rezygnację z kupowania ropopochodnych paliw na stacjach (tak, propan-butan też jest paliwem ropopochodnym). Ale czy widać taki efekt w skali całego globu?

Okazuje się, że tak. Ponoć w tym roku dzięki wprowadzaniu na rynek elektrycznych pojazdów (jak donosi Bloomberg.com) dzienne zużycie ropy ma spaść o ok. 280 000 baryłek, czyli nieco ponad 33 000 metrów sześciennych. To mniej więcej tyle, ile zużywa cała Grecja. Ale jednocześnie tylko ok. 2,8‰ całego globalnego zużycia ropy naftowej.

Ogromną część tej oszczędności zawdzięczamy elektrycznym autobusom. Nic dziwnego, one w porównaniu do elektrycznych samochodów osobowych pokonują codziennie dużo więcej kilometrów (a jednocześnie przecież paliwa zużywają więcej, niż przeciętna osobówka). Z drugiej strony, ze względu na sposób ich eksploatacji (stałe trasy przejazdów, dłuższe postoje na pętlach i krótsze na przystankach) można dość skutecznie przestawić przynajmniej część z nich na napęd bateryjny właśnie.

Czytaj dalej…

Wady i zalety napędu hybrydowego

Wczoraj na youtube’owym kanale Zachar OFF wczoraj pojawił się ciekawy film podsumowujący zalety i wady napędu hybrydowego. Chciałbym Wam go polecić, bo w mojej ocenie jest bardzo interesujący.

Autor filmu na przykładzie hybrydowej Toyoty Auris prezentuje szereg cech, które przemawiają za zakupem samochodu z takim napędem, ale też te, które mogą do tego zniechęcać. Czytaj dalej…

Jak powstają ekologiczne autobusy, czyli DZB z wizytą w Solarisie!

W ubiegłym roku miałem przyjemność odwiedzić podpoznański zakład produkcyjny firmy Solaris, w którym powstają nowoczesne (ekologiczne) autobusy i trolejbusy.

Widziałem co się w nich montuje i jak to wygląda.

Nagrałem sporo materiału, przyglądając się produkcji nie tylko na etapie montowania elementów napędowych, ale także budowy samych nadwozi niemal od podstaw. W końcu udało mi się zmontować z niego kilkuminutowy film, z którego dowiecie się m.in.:

  • jakie nowoczesne układy napędowe stosowane są w kupowanych dziś autobusach,
  • jakie baterie montowane są w autobusach elektrycznych i dlaczego, gdzie się je montuje i jaką mają pojemność,
  • co znajduje się pod maską i na dachu autobusów zasilanych CNG, czyli sprężonym gazem ziemnym,
  • dlaczego Solaris nie produkuje autobusów na LPG, czyli popularny autogaz (propan-butan),
  • ile kosztuje eksploatacja autobusów na prąd i o ile są droższe przy zakupie,
  • dlaczego autobusy sprzedawane są razem z kołem zapasowym,
  • z jakich rozwiązań technicznych firma jest najbardziej dumna.

Zapraszam do oglądania!