Rosnąca popularność hybrydowych układów napędowych w autach osobowych powoduje, że coraz częściej trafiają one także do warsztatów montujących instalacje LPG. Czy dwie zupełnie różne technologie można pogodzić pod jedną maską, tak aby podróż przynosiła wiele oszczędności i zero problemów? Specjaliści marki STAG już to sprawdzili.
Hybrydowy układ napędowy
Istotą działania hybrydowego układu napędowego jest zastosowanie dwóch silników, pracujących na przemian lub jednocześnie.
Tryb pracy hybrydowego układu napędowego wynika z aktualnego zapotrzebowania na moc, które jest pochodną warunków drogowych lub woli kierowcy.
W tego typu układach napędowych najczęściej wykorzystuje się silnik spalinowy i elektryczny, które, ze zrozumiałych względów, są zasilane z dwóch źródeł energii (zbiornika paliwa – benzyny lub LPG i akumulatora elektrycznego).
Odzysk energii hamowania
Silnik elektryczny w czasie hamowania pracuje jako prądnica i wytwarza napięcie elektryczne doładowujące akumulator. W ten sposób odzyskiwana jest energia kinetyczna jadącego samochodu, która w tradycyjnym pojeździe jest rozpraszana w postaci ciepła w mechanizmach hamulcowych.
Silnik spalinowy
Najczęściej w samochodach wyposażonych w hybrydowe układy napędowe stosowane są stosunkowo proste silniki o zapłonie iskrowym, charakteryzujące się wysoką sprawnością.
W hybrydowych Toyotach jest ona osiągana przez stosowanie jednostek napędowych pracujących wg obiegu Atkinsona.
Jednostka napędowa pracująca wg cyklu Atkinsona ma znacznie skrócony suw sprężania w stosunku do klasycznych silników 4-suwowych. Jest to zrealizowane przez opóźnienie zamknięcia zaworów dolotowych w czasie trwania suwu sprężania. Dzięki temu w czasie jego trwania zmniejsza się pojemność cylindra (mniejsze są straty sprężania – praca ujemna silnika) w stosunku do pojemności w czasie suwu pracy (praca dodatnia). Energia zawarta w paliwie jest lepiej wykorzystywana, co powoduje wzrost sprawności ogólnej silnika.
Silniki pracujące wg cyklu Atkinsona nie rozwijają jednak wysokich mocy. W hybrydowym układzie napędowym nie jest to jednak konieczne, co wynika z faktu, że nie jest to jedyna jednostka napędowa w nim pracująca. Jej uzupełnieniem zawsze jest silnik elektryczny używany przy ruszaniu lub poruszaniu się z niewielkimi prędkościami, np. w warunkach miejskich, w czasie jazdy w korkach.
Silnik elektryczny jest także używany gdy występuje duże zapotrzebowanie na moc. Pracuje wtedy jednocześnie ze spalinową jednostką napędową.
Adaptacja na zasilanie LPG
Konwersja silnika benzynowego pracującego w hybrydowym układzie napędowym, niezależnie czy jest to silnik pracujący wg obiegu Atkinsona, czy też tradycyjny silnik 4-suwowy pracujący wg cyklu Otto, przebiega tak samo. Można ją wykonać z wykorzystaniem tradycyjnych, uniwersalnych instalacji IV generacji, w których LPG w stanie gazowym jest dawkowane sekwencyjnie do kanałów dolotowych poszczególnych cylindrów.
W hybrydowym układzie napędowym następuje bardzo częste przełączanie pomiędzy jednostkami napędowymi (spalinową i elektryczną). Powoduje to konieczność szybkiego wyłączania i włączania zarówno silnika spalinowego jak i elektrycznego. W przypadku silnika elektrycznego odbywa się to przez sterowanie dopływem napięcia zasilającego. Silnik spalinowy wymaga pewnego czasu na rozruch.
Trudno sobie wyobrazić, by za każdym razem silnik był uruchamiany na benzynie i dopiero po pewnym czasie przełączał się na gaz. Dlatego instalacja do zasilania gazowego samochodu hybrydowego musi mieć tak zwany…
… „ciepły start”
Wynika to ze wspomnianej specyfiki pracy hybrydowego układu napędowego i konieczności dokonywania szybkiego rozruchu silnika spalinowego. Dlatego bardzo ważne jest, by w takich warunkach instalacja gazowa umożliwiała rozruch silnika bezpośrednio na LPG („ciepły start”).
„Jak wynika z nazwy tej opcji, aby silnik uruchamiał się bezpośrednio na gazie konieczne jest osiągnięcie przez ciecz chłodzącą odpowiedniej temperatury. Tak samo jak w instalacjach gazowych pracujących w samochodach z tradycyjnym napędem, po osiągnięciu ustawionego progu temperatury następuje pierwsze przełączenie na gaz. Opcja „ciepły start” powoduje, że każde następne uruchomienie silnika spalinowego w hybrydowym układzie napędowym następuje już bezpośrednio na gazie.”
Marcin Dziewiątkowski, Kierownik Działu Wsparcia Technicznego i Rozwoju AC S.A.
Obecnie taką opcją dysponują wszystkie markowe instalacje gazowe dostępne na rynku np. marki STAG. Oprócz samochodów hybrydowych znajduje ona zastosowanie w samochodach wyposażonych w system start&stop, który jest w zasadzie standardowym wyposażeniem wszystkich nowych samochodów.
