Švelniojo hibrido technologija: kokiuose automobiliuose ji tinka labiausiai ir kokie jos privalumai

Europos automobilių rinka elektrifikuojama. Nepaisant grynakraujų elektromobilių, dabar beveik visiems vidaus degimo varikliams ratus sukti padeda elektra, tik skirtingais būdais: yra įkraunamieji hibridai, tikrieji hibridai ir švelnieji hibridai su vadinamąja „Mild Hybrid“ sistema. Pastarieji vien elektra nevažiuoja arba tą daro išskirtiniais atvejais; elektros motoras, veikiantis kaip starteris-generatorius, tiesiog padeda vidaus degimo varikliui sukti ratus.

O kai kuriuose automobiliuose nė ir to nedaro: sistema stabdymo metu regeneruojamą energiją naudoja visiems modernaus automobilio elektros prietaisams maitinti ir taip sumažina vidaus degimo varikliui tenkančią apkrovą. Bet kokiu atveju tai leidžia daugiau ar mažiau sumažinti degalų sąnaudas ir teršalų emisiją.

Dabar rasti vien tik vidaus degimo varikliu varomą automobilį, kuris nebūtų nė kiek elektrifikuotas, nėra lengva. Tokių dar pasitaiko, bet jų sparčiai mažėja, nes gamintojai elektrifikuoja visas savo modelių gamas. Štai tik šiemet debiutavusi ir Lietuvoje jau pasirodžiusi naujoji „Ford Puma“ sulaukė ne tik išorės, bet ir ryškių salono bei technologinių pokyčių. Išoriniai pokyčiai nėra esminiai, tačiau interjeras patobulintas iš esmės: pavyzdžiui, čia yra 12 colių jutiklinis ekranas su SYNC 4 sistema, jis tapo erdvesnis ir jaukesnis.

Taip pat visa variklių gama buvo modernizuota ir papildyta 48 V švelniojo hibrido technologija, užtikrinusi, jog automobiliai tapo ekologiškesni – nei vienas „Puma“ dabar nesiekia 130 g/km anglies dvideginio emisijos, tad juos registruojant nereikia mokėti taršos mokesčio. Tačiau ar automobiliai su „Mild Hybrid“ ženkleliais gali būti visaverčiai hibridai?

„Ši sistema, mano manymu, naudingiausia mažuose, į keliones mieste orientuotuose automobiliuose: užmiestyje jos privalumų nepajusite, nebent ji leis kelis šimtus metrų riedėti išjungus variklį, bet mieste, važinėjant nedideliais, ne itin galingais, lengvais automobiliais, nauda gali būti labai didelė. Iš principo, ji labiausiai padeda tuomet, kai vidaus degimo variklis patiria didžiausias apkrovas, tai yra pajudant iš vietos: tuomet elektros pagalba leidžia sumažinti sąnaudas“, – aiškino televizijos laidos „Autopilotas“ vedėjas Vytenis Kudarauskas.

Iš esmės, švelniojo hibrido sistema veikia lygiai taip pat, kaip ir tikrojo hibrido: įkrauna bateriją stabdant bei atiduoda energiją siųsdama galią į ratus. Taip ji palengvina vidaus degimo variklio darbą ir sutaupo degalų. Skirtumas tik tas, kad 48 V elektros sistemos yra silpnesnės už tikrųjų hibridų sistemas, turi mažesnes baterijas ir silpnesnius elektros motorus, kurie patys negali sukti ratų. Tačiau didelis to privalumas – technologijos kaina ir kompaktiškas komponentų dydis.

„Kalbant apie miesto automobilius, ši sistema jiems tinka geriausiai, nes yra lengviausia ir mažiausia iš visų hibridinių sistemų. Ji turi mažytį akumuliatorių, mažą starterį-generatorių, kuris net nėra atskiras komponentas. Ši iš tiesų labai kompaktiška ir lengva sistema neprideda automobiliui svorio ir neišpučia kainos“, – privalumus vardijo V. Kudarauskas.

Didesniuose automobiliuose tokios sistemos privalumus pajusti labai sunku. Tačiau mažuose ji suteikia papildomos galios ir neužima vietos. Štai hibridinę sistemą turintis kompaktiškas miesto krosoveris „Ford Puma“ pasižymi didžiausia, net 456 litrų tūrio bagažine klasėje. Tą vietą, kur įprastuose hibriduose montuojamos baterijos, „Ford“ skyrė keleivių daiktams, tad po bagažinės grindimis sukomponavo „Megabox“ dėžę, į kurią galima dėti nešvarius daiktus. Vėliau dėžę galima tiesiog išplauti, nes joje įrengta anga vandeniui nubėgti.

Šį sprendimą klientai vertina gerai, mat „Puma“ iki atnaujinimo taip pat turėjo „Megabox“. Šiemet debiutavęs modelis, nors buvo gerokai atnaujintas, išlaikė ir papildomos talpos po bagažinės grindimis dydį, ir vandens nubėgimo angą.

Dar viena švelniojo hibrido sistemos ypatybė – ją galima naudoti su turbininiais varikliais. Peržiūrėkime rinką – visi tikrieji hibridai turi įprastus atmosferinius vidaus degimo variklius be priverstinio paskatinimo: juos naudoja „Toyota“, „Honda“, o „Renault“ grupė hibridines sistemas kuria su seno tipo 1,6 litro motorais. Tačiau retas imasi kurti tikrą hibridą su turbininiu varikliu.

„Mišriai, tiek elektra, tiek benzinu važiuojančiame hibride vidaus degimo variklis su elektros motoru dirba pamainomis. Benzininis variklis tai užsiveda, tai užgęsta, o tokie staigūs užgesinimai turbininiam varikliui nėra tinkami, nes reikia ataušinti įkaitusią turbiną. To nedarant, vėliau gali kilti didelių problemų“, – įspėjo V. Kudarauskas.

O kuo gi turbininiai varikliai pranašesni už atmosferinius? Jie pastaruosius iš rinkos išstūmė ne veltui: turbinos leidžia padidinti ne tik variklio galią, bet ir galios diapazoną. Dabar ir nedideli trijų cilindrų varikliai yra galingi bei efektyvūs. Štai 2012 metais pasirodęs 1 litro 3 cilindrų „Ford Ecoboost“ agregatas net 11 kartų laimėjo tarptautiniuose variklių konkursuose savo klasėje, tris kartus pelnė absoliučią pergalę.

„Paprasti keturių cilindrų atmosferiniai varikliai, nekalbant apie didelio darbo tūrio agregatus, nėra dinamiški esant žemiems sūkiams, visa jų galia pasiekiama tik sūkių viršūnėje. Pasižiūrėkime į kokį 130 AG išvystantį 1,8 litro motorą. Galia atrodo padori, bet dirstelėję į galios kreivę pamatysime, kad ji pasiekiama tik esant beveik maksimaliems, tarkime, 6000 aps./min., sūkiams. O apatiniame diapazone jis lėtas ir flegmatiškas. O vieno litro 130 AG turbininis variklis savo maksimalią galią ir sukimo momentą, taigi didžiausią trauką, pasieks esant žemiems sūkiams, kokiais važiuojame kasdien, jis bus elastingesnis, dinamiškesnis realiame pasaulyje, dėl turbinos mums nereikės smaugti motoro, bus geresnė degalų ekonomija ir tolygiau važiuosime“, – dėstė „Autopiloto“ vedėjas.

Iš tiesų, turbinos dėl savo privalumų pakeitė automobilių rinką: dėl anksčiau išvardytų priežasčių motorus be turbinų dabar galima rasti tik hibridiniuose automobiliuose. Jų galios trūkumą esant žemiems sūkiams kompensuoja galingesni elektros motorai, tačiau ir jie ne visuomet gelbsti: štai automobilistai pripažįsta „Toyota“ hibridų našumą, tačiau nemaža dalis vairuotojų juos apeina, nes erzina „rėkiantys motorai“. Taip yra todėl, kad jie deklaruojamą galingumą išvysto tik esant aukščiausiems sūkiams. Ir nors jiems labai padeda elektros pavara, dinamika jie vis vien nusileidžia automobiliams aprūpintiems turbinomis.

Štai galingiausias „Toyota Yaris Cross“ su hibridiniu 130 AG varikliu iki 100 km/val. įsibėgėja per 10,7 sek. O naujoji „Ford Puma“ su silpniausiu iš gamos 125 AG naujos kartos 1 litro „Ecoboost“ varikliu, turinčiu „Mild Hybrid“ sistemą, 100 km/val. pasiekia per 9,6 sek. Nors tokie sprintai realybėje atliekami retai, jie rodo, kad elastingesnis ir greitesnis turbininis motoras leis lengviau pagreitėti gatvėse. 155 AG „Ecoboost“ versija 100 km/val. greitį pasiekia vos per 8,7 sek., kaip senesnės kartos maži karštieji hečbekai. Deklaruojamas gamintojų degalų sąnaudų skirtumas – vos pusė litro „Toyota“ naudai.

Remiantis Europos Sąjungos ateities deklaracijomis, automobilių elektrifikacija yra neišvengiama, tad dabar kiekvienas gamintojas vidaus degimo variklius poruoja su elektros motorais. Tačiau švelnieji hibridai nėra tiesiog bandymas pigiai ir paprastai sumažinti transporto priemonės taršą. Kai kuriais atvejais, ypač kalbant apie nedidelius miesto automobilius, tai yra bene geriausia išeitis, leidžianti naudoti elastingus turbininius variklius, neaukojant patikimumo, nedidinant mašinos kainos ir nesumažinant erdvės viduje.