Otwarcie maski klasycznego auta spalinowego i nowoczesnej hybrydy to jak spojrzenie na dwa różne światy. Hybrydy nie tylko dołożyły do napędu silnik elektryczny – w wielu przypadkach zrezygnowały z całych zespołów i podzespołów, które w tradycyjnych konstrukcjach były nieodzowne. Te zmiany nie są tylko kwestią technologii, ale także nowej filozofii projektowania napędu, która stawia na prostotę, efektywność i większą niezawodność.
Pożegnanie ze skrzynią biegów, jaką znamy
Klasyczny silnik spalinowy niemal zawsze współpracuje z manualną lub automatyczną skrzynią biegów, które umożliwiają zmianę przełożeń i dostosowanie momentu obrotowego do warunków jazdy. To właśnie skrzynia z wieloma biegami odpowiada za optymalizację pracy silnika, ale jej budowa to skomplikowany mechanizm złożony ze sprzęgła, synchronizatorów, wałków i kół zębatych.
W hybrydach, szczególnie tych typu full hybrid, często spotykamy systemy oparte na przekładni planetarnej lub elektronicznej przekładni bezstopniowej (e-CVT). Ta konstrukcja pozwala na płynne łączenie momentu silnika spalinowego z momentem silnika elektrycznego. W praktyce oznacza to, że tradycyjne biegi znikają, a za ich miejsce pojawia się bezszelestna i niewyczuwalna zmiana przełożeń.
Brak sprzęgła i synchronizatorów wpływa na mniejszą liczbę ruchomych części, co zmniejsza zużycie i potencjalne awarie. Dla kierowcy oznacza to łatwiejszą, bardziej komfortową jazdę, bez konieczności manualnej zmiany biegów, a dla producenta – możliwość uproszczenia konstrukcji. W efekcie hybryda oferuje nowy poziom płynności i ekonomii jazdy, zwłaszcza w ruchu miejskim.
Sprawdź: Motoryzacyjny sklep internetowy
Rozrusznik i alternator – dwa w jednym? Nie, wcale!
W tradycyjnym silniku spalinowym rozrusznik jest elementem niezbędnym do uruchomienia jednostki. To mały, elektryczny silniczek, który na krótko wprawia silnik w ruch, aż do momentu jego samodzielnej pracy. Alternator natomiast pełni rolę generatora prądu, który ładuje akumulator i zasila układ elektryczny samochodu podczas pracy silnika.
W hybrydzie ta klasyczna para odchodzi do lamusa. Zamiast osobnego rozrusznika, układ start-stop i uruchamianie silnika spalinowego realizuje silnik elektryczny trakcyjny, który ma dużo większą moc i moment obrotowy. Dzięki temu start silnika jest błyskawiczny i niemal bezgłośny, a system jest bardziej niezawodny, bo eliminuje osobny element mechaniczny.
Alternator także zostaje zastąpiony przez generator trakcyjny – urządzenie łączące funkcje generatora i silnika elektrycznego. Generuje prąd potrzebny do ładowania zarówno klasycznego akumulatora 12V, jak i wysokonapięciowego magazynu energii (baterii hybrydowej). To kompleksowe rozwiązanie umożliwia odzyskiwanie energii z hamowania oraz efektywne zarządzanie pracą silników w systemie hybrydowym.
Paski osprzętu – relikt przeszłości
Klasyczne silniki spalinowe napędzają wiele podzespołów za pomocą pasków wielorowkowych – od pompy wody, przez sprężarkę klimatyzacji, aż po pompę wspomagania kierownicy. Wszystkie te elementy obracają się dzięki sile przenoszonej z wału korbowego silnika. Taka konstrukcja jest dość skomplikowana i wymaga okresowej kontroli stanu pasków, naciągów oraz napinaczy.
W hybrydach coraz częściej spotykamy wersje elektryczne tych urządzeń. Pompa wody, sprężarka klimatyzacji czy wspomaganie kierownicy działają niezależnie od pracy silnika spalinowego, zasilane bezpośrednio z instalacji elektrycznej. Takie rozwiązanie pozwala na ich pracę nawet wtedy, gdy silnik spalinowy jest wyłączony (np. podczas jazdy na samym silniku elektrycznym), co zwiększa komfort i oszczędność paliwa.
Brak pasków oznacza mniejsze zużycie i mniej awarii. Eliminacja paska wielorowkowego to także uproszczenie konstrukcji i redukcja hałasu pod maską. Dla użytkownika przekłada się to na większą niezawodność i niższe koszty serwisowania.
Sprawdź: Bloki silnikowe w hurtowni motoryzacyjnej Cer Motor
Wydech w wersji minimalistycznej
Układ wydechowy w klasycznym samochodzie musi radzić sobie z wysokimi temperaturami i ciśnieniami, a także z redukcją szkodliwych emisji. Składa się z kolektora wydechowego, katalizatora, tłumików oraz czasem z komór rezonansowych, które tłumią hałas i poprawiają charakterystykę dźwięku silnika.
W hybrydach, a zwłaszcza tych z silnikami pracującymi w cyklu Atkinsona, układ wydechowy może być uproszczony. Silnik spalinowy w takim układzie rzadziej pracuje pod dużym obciążeniem i częściej jest wyłączany na rzecz napędu elektrycznego, co pozwala na zmniejszenie wymagań względem systemu wydechowego.
Mniejsza liczba tłumików i brak dodatkowych komór rezonansowych to oszczędność masy i miejsca. Uproszczony wydech to także niższe koszty produkcji i serwisu. W praktyce oznacza to, że hybrydy mogą mieć cichszy i mniej skomplikowany układ wydechowy, który spełnia normy emisji dzięki inteligentnemu zarządzaniu pracą silnika.
Turbodoładowanie? Niekoniecznie
Turbolader to dziś standard w wielu nowoczesnych silnikach spalinowych, pozwalający na zwiększenie mocy i momentu obrotowego przy jednoczesnym zmniejszeniu pojemności skokowej. Jednak układ turbodoładowania to także dodatkowe podzespoły: turbosprężarka, intercooler, przewody, zawory sterujące — wszystko to zwiększa masę, koszty i wymaga skomplikowanej obsługi.
W hybrydach często rezygnuje się z doładowania na rzecz silników wolnossących, które są zoptymalizowane pod kątem efektywności i trwałości. Ponieważ moment jest wspomagany przez silnik elektryczny, samochód nie musi polegać na turbosprężarce, aby uzyskać dobre osiągi, zwłaszcza w niskich i średnich zakresach obrotów.
Brak turbosprężarki oznacza mniej elementów do awarii i mniejsze zapotrzebowanie na zaawansowane oleje oraz serwis. To kolejny przykład, jak hybrydy upraszczają tradycyjną konstrukcję silnika, pozostawiając to, co najważniejsze — efektywność i dynamikę, wspieraną przez elektryczny napęd.
Koło dwumasowe – w wersji light lub wcale
Koło dwumasowe to element tłumiący drgania skrętne przenoszone przez wał korbowy, bardzo przydatny w silnikach diesla i mocniejszych benzynowych, które generują nieregularne impulsy momentu obrotowego. Jego zadaniem jest poprawa komfortu jazdy i ochrona układu napędowego przed nadmiernymi przeciążeniami.
W hybrydach silnik spalinowy pracuje zwykle w bardziej ustabilizowanym zakresie obrotów i jest wspomagany przez silnik elektryczny, który wygładza moment obrotowy. Dzięki temu potrzeba stosowania masywnego koła dwumasowego maleje lub zanika całkowicie.
Uproszczenie tego elementu oznacza mniejszą masę i lepszą efektywność napędu. Również serwisowanie staje się prostsze, bo koła dwumasowe są elementami podatnymi na zużycie i kosztownymi w wymianie. Hybrydy pokazują więc, że dzięki integracji z napędem elektrycznym można ograniczyć także te mechaniczne komplikacje.
Hybryda a spalinówka
Hybrydy nie są więc tylko „spalinówkami z dodatkowym silnikiem”. To przemyślane systemy, które eliminują wiele klasycznych elementów silnika spalinowego, upraszczając konstrukcję, zmniejszając masę i zwiększając niezawodność. Dla użytkownika oznacza to bardziej ekonomiczną, cichą i komfortową jazdę, ale też nowe wyzwania w zakresie obsługi i serwisu. Świat motoryzacji zmienia się na naszych oczach – a hybrydy to doskonały przykład, jak technologia potrafi redefiniować podstawy znane od dziesięcioleci.
Materiał Partnera