Hybridní motory. Jak to všechno začalo?

27. 9. 2017|  Ze světa techniky

Obrázek k článku

Žijeme v moderní době a ta si žádá inovace, které nebudou zatěžovat naše životní prostředí a zároveň nám přinesou jistou míru pohodlí. Hybridní pohony nejsou z hlediska historie nic nového. První zmínka o hybridním pohonu sahá do roku 1665. Jednalo se o plány na vůz poháněný parou, ale také tažený koňmi. Není však jasné, zda tento námět někdo zrealizoval.
Dále v roce 1898 Ferdinand Porsche využil zážehový motor k pohonu dynama, které nabíjelo několik akumulátorů. Ty pak předávaly energii elektromotorům v předních kolech. V tomto případě nebyla potřeba převodovka a podle studií vozidlo dosahovalo účinnosti 83 %.

Hybrid Ferdinanda Porsche (zdroj: hybrid.cz)

Hybrid Ferdinanda Porsche (zdroj: hybrid.cz)

Jméno Viktor Wouk hraje v oblasti hybridů zásadní roli. Oslovil celou řadu lidí, aby mu pomohli s výrobou nových spolehlivějších baterií do elektromotoru. Jednoho dne ho oslovil nápad šéfa firmy Gulton Industries ohledně dalšího využití nikl-kadmiových akumulátorů. Spustila se tím práce na projektu čistě elektrických aut. Brzy však bylo jasné, že takové vozy nemají u amerických zákazníků šanci na úspěch. Přišel tedy na řadu hybrid. Podmínkou pro jeho úspěch s kombinací spalovacího a elektrického motoru byla potřebná funkčnost vozu. Wouk s jistým panem Rosenem proto začali pracovat na přestavbě vozu firmy GM Buick Skylark. Vytvořili hybridní vůz, který sice přes všechny zádrhely prošel testováním, ale testovací laboratoře dostaly brzy příkaz vývoj zabrzdit. 70. léta zkrátka hybridům nepřála.

Viktor Wouk a jeho Buick Skylark (zdroj: hybrid.cz)

Viktor Wouk a jeho Buick Skylark (zdroj: hybrid.cz)

Psal se rok 1992, když japonská automobilka Toyota přišla s programem výroby vozů s cílem snížení emisí. Za pět let pustila do světa legendární model Toyota Prius, jehož prodej se doposud vyšplhal na milion kusů. Japonci se tak chytili jedinečné šance, a to jim zajistilo úspěch do budoucna. Dnes patří Toyota mezi největší výrobce hybridů na světě.

Toyota Prius model 1997 (zdroj: autoweb.cz)

Toyota Prius model 1997 (zdroj: autoweb.cz)

Hybridní pohon se vyznačuje kombinací zážehového motoru a elektromotoru. Spojením sériového a paralelního hybridu vznikl kombinovaný hybrid. Technicky je nejkomplikovanější a také nejdražší. Ovšem asi nejvíce těží z myšlenky hybridního pohonu. V jeho případě mohou hnací nápravu roztáčet spalovací motor i elektromotor a také oba dohromady.

U kombinovaného hybridu se tak spalovací motor, motor-generátor a elektromotor stýkají v jediném uzlu a tím je takzvaná hybridní převodovka. Jedná se o planetové ústrojí se třemi (Toyota HSD) nebo čtyřmi satelity. Pro svůj projev bývá někdy označována jako e-CVT. Při jízdě se skutečně chová jako variátor, ovšem konstrukčně vzato o převodovku s plynulou změnou převodu v žádném případě nejde.

Výhody a nevýhody hybridních motorů

Mezi jeho výhody patří:

• Rozličné jízdní režimy – umožňuje jízdu třeba jen na elektromotor
• Nejlepší předpoklady pro jízdu čistě na elektriku
• Konstruktéři se mohou více soustředit na účinnost vozu díky nižšímu výkonu spalovacího motoru

Naopak nevýhody:

• Složitost celé konstrukce
• Systém vyžaduje hybridní převodovku
• Vyšší cena oproti paralelnímu hybridu

Rozdíl oproti spalovacímu motoru je v tom, že hybridní motor umožňuje snížení vypouštěných emisí do vzduchu právě díky funkci elektromotoru, který využívá energie z baterií, jež jsou dobíjeny rekuperací kinetické energie, kdy vůz tzv. brzdí motorem. Kdežto spalovací motor, vzhledem k vysokým tlakům a teplotám během spalovacího procesu paliva, je velkým zdrojem znečištění ovzduší.

V současné době se vyvíjejí a testují následující druhy hybridních pohonů:

  • spalovací motor + elektromotor + akumulátor
  • spalovací motor + elektromotor + externí přívod elektrické energie (trolej)
  • spalovací motor + setrvačník
  • plynová turbína + generátor + akumulátor + elektromotor
  • lidská síla + elektromotor (například Twike nebo elektrokola)

Mezi další typická hybridní vozidla patří:

  • elektrická posunovací lokomotiva s bateriovým vozem – Několik v ČR běžných elektrických posunovacích lokomotiv řady 210 bylo v depu České Budějovice přestavěno pro možnost posunu mimo trolejové vedení. Lokomotivy se tak mohou posunovat i na některých kolejích, které nejsou trolejí vybaveny, nebo mohou zajíždět na různé vlečky. Přitom, pokud do blízkosti oněch vleček trolej vede, je naopak zbytečné, posílat tam motorovou lokomotivu. Upravená posunovací lokomotiva tedy buďto jede v režimu „trolej“ a odebírá proud sběračem, nebo v režimu „akumulátory“ a odebírá proud z akumulátorů v připojeném vagóně.
  • hybridní trolejbus (duobus) – s dieselelektrickým agregátem, s akumulátorem nebo s nezávislým dieselovým motorem
  • vodíkový hybridní autobus – s palivovým článkem, bateriemi a případně ultrakapacitory pro pokrývání proudových špiček
Hybridní trolejbus (zdroj: zitteplice.cz)

Hybridní trolejbus (zdroj: zitteplice.cz)

Osobně jsem měla zkušenost řídit vůz Toyota C-HR Hybrid. Motor jako celek je propojen s řídícím počítačem v interiéru auta, kde sledujeme spotřebu energie a dobíjení baterií. Za volantem, kde najdeme tachometr a sledování spotřeby, se vlevo nachází ukazatel dobíjení – chrg, eco – elektromotor a power – zážehový motor (viz obrázek).

Tachometr a ukazatel režimů (zdroj: zet.cz)

Tachometr a ukazatel režimů (zdroj: zet.cz)

Nutno podotknout, že při využití elektromotoru je jízda tichá a mate kolemjdoucí. Naopak, pokud se rafička na ukazateli přehoupne do části využití zážehového motoru, je auto dost hlučné. Díky automatické převodovce se naučíte, jak tyto režimy dokonale ovládat plynovým pedálem. Dokonce pokud ve voze zapneme režim EV (čistě jen elektromotor), nespotřebujeme ani kapku benzínu. Naopak je také možné elektromotor vypnout. Sice tím získáme výkon zážehového motoru, ale spotřeba paliva se náhle ocitá tam, kde nechceme. Jako další výhodu nacházím v tom, že když šlápnete, tak opravdu jedete a nic vás nezastaví.

Na závěr si myslím, že hybridní vozy jsou celkem podceňovaným artiklem. Roli hraje nejen strach z neznámého, ale i cena jednotlivých vozů. Avšak vzhledem k úspoře paliva a životnímu prostředí, stojí koupě takového vozidla za zvážení. Za mě bych doporučila každému se v jednom z takových vozů svézt a poznat rozdíl.

Autor: Monika Vaňková

Informace čerpány ze zdrojů hybrid.cz; wikipedia.org; auto.cz

K ukládání nastavení a správnému fungování využíváme soubory cookies. Používáním webu s jejich používáním souhlasíte. Více informací

Souhlasím