Tento scénář znáte. Hybrid kombinuje benzínový motor s elektromotorem. Je to docela jednoduché. Více dílů ale obvykle znamená větší tření, větší odpor a menší účinnost. Proč tedy tato auta vlastně poskytují lepší spotřebu paliva?
Odpověď spočívá ve výběru správného nástroje pro každý úkol. Elektromotory odvádějí skvělou práci při nízkých otáčkách. Zrychlují vůz s minimální spotřebou energie. Benzínové motory? Nemají rádi volnoběh a jízdu v nízkých otáčkách. Preferují stabilní jízdu ve vysokých rychlostech. Tím, že necháte elektromotor zvládat chaotický městský provoz a zážehový motor převezme řízení na dálnici, získáte systém s průměrnou spotřebou kolem 50 mpg (asi 4,7 l/100 km). To je solidní 25procentní nárůst oproti standardnímu benzínovému sedanu.
Většina těchto hybridů ani nepoužívá standardní motor s Ottovým cyklem. Používají motor s Atkinsonovým cyklem. Zní to jako název luxusního kávového nápoje, ale ve skutečnosti je to jen technika pro zvýšení tepelné účinnosti. V Atkinsonově cyklu je kompresní zdvih kratší než silový zdvih. To obětuje určitý špičkový výkon pro výrazně lepší spotřebu paliva. Ztrácíte čas zrychlení z 0-60 mph (0-96 km/h), ale získáte mpg.
Inženýři vybavují hybridy všemi možnými technikami pro zvýšení účinnosti. Takto vymáčknou z nádrže každou kapku.
Regenerativní brzdění a aerodynamika
Když v běžném autě prudce zabrzdíte, kinetická energie se přemění na teplo. Toto teplo se odvádí do vzduchu. Odpad. Úplné plýtvání energií.
Hybridy tuto energii zachycují. Rekuperační brzdění přeměňuje kinetickou energii zpomalení zpět na elektřinu, která se ukládá do baterie. Auto v podstatě nabíjíte během jízdy do práce.
Pak přichází na řadu tvar těla. Odpor vzduchu zabíjí účinnost při vysokých rychlostech. Hybridní designéři navrhují tyto vozy tak, aby protínaly proudění vzduchu. Nižší koeficient aerodynamického odporu znamená, že elektromotor nebo motor se nemusí tolik snažit udržet rychlost na dálnici.
Hmotnost, převodovka a pneumatiky
Těžší auta spotřebují více energie. Tečka. Hybridy shazují přebytečná kila všude, kde je to možné. Najdete zde menší motory, hořčíkové komponenty a hliníkovou karoserii. Menší pohyb hmoty znamená nižší spotřebu paliva.
Převodovka je dalším klíčovým hráčem. Mnoho hybridů používá Continuously Variable Transmission (CVT). Namísto řazení přes pevné převodové stupně, jako je druhý nebo třetí, používá CVT systém kladek. Umožňuje motoru zůstat v optimálních otáčkách a dodávat výkon bez ztráty účinnosti spojené s řazením. Získáte potřebné zrychlení bez plýtvání palivem hledáním dokonalého převodového poměru.
I na pneumatikách záleží. Hybridní pneumatiky jsou často užší a mají nižší valivý odpor. Některé jsou nahuštěny na vyšší tlak než standardní pneumatiky. Každý zlomek libry (přibližně 450 g) ušetřeného odporu se sčítá na tisíce kilometrů.
Skryté spořiče energie
Když auto stojí, podívejte se pod kapotu. Benzínový motor je vypnutý. Systémy vypínání motoru vypínají motor na červeném semaforu. Žádný volnoběh. Žádné plýtvání palivem při čekání.
Řízení a klimatizace slouží k mechanickému odsávání energie z motoru. Řemeny přímo spojené s klikovým hřídelem roztáčely čerpadlo posilovače řízení a kompresor klimatizace. Hybridy tento přístup mění. Používají elektrický posilovač řízení a elektrické kompresory klimatizace. K řízení nebo chlazení kabiny nemusí motor běžet. Tuto zátěž přebírá elektromotor.
Některé modely dokonce umožňují přepínat jízdní režimy. Přepněte do Eko režimu a odezva plynu bude méně ostrá. Obětujete rychlé zrychlení pro lepší hospodárnost. Je to kompromis. Chcete rychle předjet kamion nebo ušetřit další dvě míle na galon?
Nejen pro hybridy
Většina z těchto funkcí se netýká pouze hybridů. Rekuperační brzdění najdete u čistě elektrických vozidel (EV). Plynule proměnné převodovky (CVT) se nacházejí v nehybridních kompaktních vozech. Aerodynamické tvary najdeme u běžných sedanů.
Ale kupující hybridů se starají o spotřebu paliva (mpg). Chtějí vidět čísla. Inženýři implementují tato řešení ke zvýšení efektivity, protože to zákazníci vyžadují. Jde o maximalizaci každého konstrukčního prvku pro úsporu paliva.
Vždy je co hlouběji zkoumat, jak se tyto systémy vzájemně ovlivňují. Konstruktérská myšlenka zde jde hlouběji než pouhé spojení dvou typů motorů.
