Źródła napędu w obliczu technologii

Silnik spalinowy, choć powstał już w 1860 roku, nadal króluje na całym świecie. Da się jednak zauważyć, że coraz wyraźniej kształtuje się na rynku obecność pojazdów hybrydowych i elektrycznych. Powstaje więc dylemat - czy uparte trwanie niektórych producentów przy klasycznym, tradycyjnym silniku spalinowym ma sens?

Rynek motoryzacyjny przeżywa liczne zmiany. Na chwilę obecną przed zakupem nowego samochodu nie przebieramy jedynie w konkretnych modelach i markach, lecz musimy także zastanowić się, które źródło napędu wybrać - hybryda, silnik elektryczny lub spalinowy. Do kogo należy przyszłość? Sprawdźmy.

Tradycyjny silnik spalinowy

Klasyczny silnik spalinowy to de facto urządzenie cieplne, które (częściowo) przetwarza energię, która wytwarzana jest podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w energię kinetyczną. Niestety, jego sprawność wynosi z reguły zaledwie ok. 40 procent, co oznacza, że nawet 60 proc. energii powstałej podczas spalania mieszanki może zostać rozproszone.

Ponadto optymalne działanie silnika spalinowego jest możliwe dopiero po kilku minutach od uruchomienia - po rozgrzaniu. Dlatego też producenci stale szukają nowych rozwiązań, które mają na celu przyspieszyć proces rozgrzewania silnika. Istotne jest także to, że taka sprawność silnika występuje jedynie wtedy, gdy kierowca używa obrotów przy których jednostka ma największy moment obrotowy.

Auto z silnikiem elektrycznym

Zacznijmy od tego, że silnik elektryczny, w przeciwieństwie do spalinowego, ma duży zakres użytecznych obrotów. Dobrym tego przykładem jest fakt, że w przypadku niektórych aut elektrycznych możliwe jest bardzo sprawne przyspieszanie na jednym przełożeniu (brak skrzyni biegów). Jednak największa zaleta silnika elektrycznego to sprawność, która wynosi niemal 100 procent i to niezależnie od jego temperatury. To doskonały wynik, przede wszystkim jeżeli porównamy go z 60 proc. utraconej energii w przypadku silnika spalinowego.

Dodatkowym atutem silnika elektrycznego jest to, że zajmuje niewiele miejsca i jest stosunkowo prosty w montażu. Na przeszkodzie stoi jednak nadal magazynowanie energii, z której taki silnik korzysta, co przekłada się na zdecydowanie mniejszy zasięg niż w przypadku konwencjonalnego silnika spalinowego. Duży problem stanowi także ładowanie takiego silnika, które w przypadku typowego gniazdka sieciowego może potrwać nawet kilkanaście godzin.

Idea napędu hybrydowego

Twórcy napędu hybrydowego chcieli połączyć najlepsze cechy obydwu ww. silników, by uzyskać rozsądny poziom zagospodarowania energią i wysoki komfort użytkowania. Duży nacisk położono także na wyeliminowanie wad silnika spalinowego i elektrycznego. Udało się? Tak, choć prace nad uzyskaniem jeszcze lepszych efektów trwają nadal. Idea hybrydy jest banalna: kierowca używa silnika elektrycznego zawsze wtedy, gdy silnik spalinowy jest mniej efektywny. Silnik elektryczny nie jest więc podstawowym napędem auta, a jedynie pomaga tradycyjnej jednostce w określonych przypadkach.

Hybryda ma wiele zalet. Najważniejsza z technologicznego punktu widzenia to wyeliminowanie wszystkich niepotrzebnych wycieków energii. Za przykład można podać odzyskiwanie energii podczas hamowania i brak utraty energii na sprzęgle podczas ruszania pojazdem (samochód używa silnika elektrycznego i energii zgromadzonej podczas hamowania). Ponadto ogromnym atutem dla samego kierowcy będą duże oszczędności paliwa podczas jazdy po mieście.

Podsumowanie technologii

Jak widać, samochody z napędem hybrydowym powstały, by połączyć najlepsze cechy silników elektrycznych i spalinowych, eliminując jednocześnie wady obydwu składowych jednostek. Hybryda ma daleki zasięg - zdecydowanie większy od silnika elektrycznego, i oferuje kierowcy niemożliwe dla tradycyjnych silników spalinowych, bardzo niskie zużycie paliwa w trybie miejskim.

Pamiętajmy jednak, że wbrew powszechnej opinii samochody z napędem hybrydowym to jedynie forma przejściowa między pojazdami z tradycyjnym silnikiem spalinowym a pełnowartościowymi autami elektrycznymi. Bo to właśnie w tych ostatnich specjaliści z branży dostrzegają przyszłość motoryzacji - przede wszystkim ze względu na to, że silniki elektryczne mogą być zasilane paliwem przyszłości tj. wodorem, czego doskonałym przykładem jest najnowsza Toyota Mirai.

FAQ

Czym różni się silnik spalinowy od elektrycznego pod względem sprawności?

Silnik spalinowy to urządzenie cieplne o sprawności ok. 40% (duże straty energii), wymaga rozgrzania. Silnik elektryczny ma niemal 100% sprawności użytecznej i działa efektywnie niezależnie od temperatury.

Jakie są główne zalety i wady samochodu elektrycznego?

Zalety: wysoka sprawność, prostota konstrukcji, dobre przyspieszenie bez skrzyni biegów. Wady: ograniczony zasięg z powodu magazynowania energii i długie ładowanie z gniazdka domowego.

Na czym polega napęd hybrydowy i jakie przynosi korzyści?

Hybryda łączy silnik spalinowy i elektryczny; elektryczny wspomaga przy niskiej efektywności spalinowego. Korzyści: odzyskiwanie energii przy hamowaniu, brak strat przy ruszaniu, niższe zużycie paliwa w mieście.

Czy hybrydy to rozwiązanie docelowe czy przejściowe?

Hybrydy są określane jako rozwiązanie przejściowe - łączą zalety obu napędów, ale specjaliści widzą przyszłość w pełnych napędach elektrycznych (np. zasilanych wodorem).

Jak wybrać odpowiednie źródło napędu przy zakupie auta?

Wybór zależy od potrzeb: jeśli dużo jazdy miejskiej - hybryda; jeśli zależy na ekologii i krótkich trasach z dostępem do ładowania - elektryk; dla długich tras bez infrastruktury - nadal sensowny silnik spalinowy.