Je kent de oefening. Een hybride combineert een gasmotor met een elektromotor. Eenvoudig genoeg. Maar meer onderdelen betekenen meestal meer wrijving, meer weerstand en minder efficiëntie. Dus waarom krijgen deze dingen eigenlijk een betere kilometerstand?
Het antwoord ligt in het afstemmen van het juiste gereedschap op de klus. Elektromotoren zijn beesten bij lage snelheden. Ze brengen de auto in beweging met een minimaal energieverbruik. Benzinemotoren? Ze hebben een hekel aan stationair draaien en kruipen bij lage toerentallen. Ze geven de voorkeur aan stabiel cruisen op hoge snelheid. Door de elektromotor de chaos in de stad te laten afhandelen en de benzinemotor het op de snelweg over te nemen, krijg je een systeem dat gemiddeld bijna 50 mpg haalt. Dat is een stevige winst van 25 procent ten opzichte van een standaard sedan met alleen benzine.
De meeste van deze hybriden gebruiken niet eens een standaard Otto-cyclusmotor. Ze gebruiken een Atkinson-cyclusmotor. Het klinkt als een luxe koffiemelange, maar het is slechts een hack voor thermische efficiëntie. De Atkinson-cyclus heeft een kortere compressieslag dan de arbeidsslag. Dit levert wat piekvermogen op voor een aanzienlijk lager brandstofverbruik. Je geeft 0 tot 60 tijd op. U wint mijlen per gallon.
Ingenieurs pakken hybrides in met elke efficiëntietruc die er is. Hier ziet u hoe ze elke druppel uit de tank persen.
Regeneratief remmen en aerodynamica
Wanneer je in een gewone auto op de rem trapt, verandert kinetische energie in warmte. Die warmte verdwijnt in de lucht. Afval. Totale verspilling.
Hybriden vangen die energie op. Regeneratief remmen zet de kinetische energie van het afremmen weer om in elektriciteit, die deze opslaat in het accupakket. Je laadt in feite op terwijl je pendelt.
Dan is er vorm. Windweerstand vermindert het brandstofverbruik bij hogere snelheden. Hybrideontwerpers maken deze auto’s zo dat ze door de lucht snijden. Lagere luchtweerstandscoëfficiënten zorgen ervoor dat de motor of motor niet zo hard hoeft te werken om de snelheid op de snelweg te behouden.
Gewicht, transmissie en banden
Zwaardere auto’s verbruiken meer energie. Periode. Hybriden verminderen het gewicht waar ze maar kunnen. Je vindt kleinere motoren, magnesiumcomponenten en aluminium carrosserieën. Minder massa om te verplaatsen staat gelijk aan minder verbrande brandstof.
De transmissie is een andere belangrijke speler. Veel hybrides gebruiken een Continu Variabele Transmissie (CVT). In plaats van door vaste versnellingen zoals de 2e of 3e te klikken, gebruikt een CVT een katrolsysteem. Hierdoor kan de motor op het optimale toerental blijven voor vermogensafgifte, zonder dat de efficiëntie bij het schakelen afneemt. U krijgt de acceleratie die u nodig heeft, zonder het brandstofverlies dat gepaard gaat met het zoeken naar de perfecte overbrengingsverhouding.
Zelfs het rubber doet ertoe. Hybridebanden zijn vaak smaller en hebben een lagere rolweerstand. Sommige zijn opgepompt tot een hogere spanning dan standaardbanden. Elke fractie van een pond bespaarde weerstand telt op over duizenden kilometers.
De verborgen energiebespaarders
Kijk onder de motorkap als de auto stilstaat. De gasmotor staat uit. Motoruitschakeling -systemen schakelen de motor uit bij rood licht. Geen stationair draaien. Geen verspilling van brandstof terwijl u wacht.
Besturing en klimaatregeling worden gebruikt om de motor mechanisch af te tappen. Riemen die rechtstreeks op de krukas waren aangesloten, lieten de stuurbekrachtigingspomp en de airconditioningcompressor draaien. Hybriden draaien dit om. Ze maken gebruik van Elektrische stuurbekrachtiging en elektrische AC-compressoren. De motor hoeft niet te draaien om de cabine te sturen of te koelen. De elektromotor zorgt voor de last.
Bij sommige modellen kunt u zelfs tussen een rijmodus schakelen. Schakel over naar de Eco-modus en de gasrespons wordt saai. Je offert een snelle acceleratie op voor een beter kilometerrendement. Het is een afweging. Wil je die vrachtwagen snel passeren, of wil je twee extra mijlen per gallon besparen?
Niet alleen voor hybrides
De meeste van deze kenmerken zijn niet exclusief voor hybrides. Regeneratief remmen vind je in volledige elektrische voertuigen. CVT’s vindt u in niet-hybride compacts. Aërodynamische vormen vind je terug in gewone sedans.
Maar hybride kopers geven om MPG. Ze willen cijfers. Ingenieurs stapelen zich op deze efficiëntieontwerpen omdat de klanten erom vragen. Het gaat om het maximaliseren van elk ontwerpelement voor een lager brandstofverbruik.
Er is altijd meer om uit te zoeken over hoe deze systemen met elkaar praten. De techniek gaat dieper dan alleen het koppelen van twee motoren.
