Vieglie un uzlādējamie hibrīdi

No vieglajiem līdz uzlādējamiem hibrīdiem: kurš mazāk piesārņo un vairāk ietaupa

Klimata politikas mērķu un emisijas prasību iespaidā ražotāji turpina darbu pie oglekļa pēdas samazināšanas. Šajā ziņā elektroauto, kuru pārdošanas apjomi daudzviet Eiropā strauji pieaug, var šķist īsākais un pareizākais ceļš uz mērķi, taču vairākums ražotāju uzskata, ka vislabāko efektu izdosies panākt, dažādojot elektrifikāciju, respektīvi – līdzās elektromobiļiem piedāvājot arī plašu hibrīdtehnikas klāstu: no vieglajiem hibrīdiem līdz mašīnām, ko var uzlādēt no elektrotīkla.

Vieglais hibrīds – vieglāka nodeva

Mēģinot atrast zelta vidusceļu starp izmešu prasībām un saprātīgu auto pašizmaksu, aizvien vairāk jauno modeļu tiek aprīkoti ar t.s vieglā hibrīda sistēmu (mild hybrid jeb MHEV), kas ir lētākais un tehniski vienkāršākais elektrifikācijas risinājums. Vieglo hibrīdu veido 48 voltu elektrosistēma (ir versijas arī ar zemāku spriegumu), papildu 48 V akumulators un jaudīgs starteris-ģenerators. Tas efektīvāk rekuperē enerģiju, uzlādē lielāku akumulatoru, kā arī uzlabo iekšdedzes dzinēja griezes momentu.

“Kopš parādījās Eiropas ekoloģisko normu ieviešanas plāns, autoražotāji ar dažādiem panākumiem ir meklējuši jaunus veidus, kā samazināt degvielas patēriņu un iekļauties aizvien stingrākos rāmjos. Par vienu no risinājumiem savulaik kļuva Stop/Start sistēma, kuras uzdevums bija samazināt izmešu daudzumu pilsētas satiksmē, kur automašīna reizēm stāv tikpat ilgi, cik brauc. Taču, kad parādījās pirmie varianti, tie bija balstīti uz 12 V elektrosistēmu un radīja diezgan lielu papildu slodzi palaišanas sistēmai,” skaidro Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Mašīnzinību, transporta un aeronautikas fakultātes Automobiļu katedras pasniedzējs Oskars Irbītis.

“Vieglais hibrīds ir sarežģītāka sistēma un pilda vairāk funkciju. Taču tai pašā laikā šis variants ir vienkāršāks un vieglāks nekā tā saucamais pilnais jeb pašuzlādes hibrīds, jo darbojas bez smaga augstsprieguma akumulatora un konstrukcijā nav elektromotora, kas nepieciešams elektriskajai piedziņai. Izmantotā elektrosistēma nav tik jaudīga, lai viena pati nodrošinātu kustību, taču tā palīdz iekšdedzes dzinējam, kad tas patērē visvairāk degvielas, proti – spiežot akseleratora pedāli. Turklāt dzinēju var izslēgt ne tikai tad, kad mašīna ir apstājusies, bet jau tad, kad tā nelielā ātrumā ripo tukšgaitā,” skaidro inženieris.

Vieglā hibrīda sistēmas iespaids uz efektivitāti ir būtisks. Tā atkarībā no braukšanas stila vidējais degvielas patēriņš var nokristies līdz pat 1 litram uz 100 km. Šādu vai pat labāku rādītāju nodrošina, piemēram, inovatīvais Mazda dzinējs e-SkyActiv-X. Kompaktais hečbeks Mazda3 ar 186 ZS e-SkyActiv-X dzinēju rada 118 g/km CO2 emisiju, un tā vidējais degvielas patēriņš hibrīda režīmā ir tikai 5,2 litri uz 100 km. Volkswagen Golf ar analoģisku jaudu emitē 133 g/km un patērē 5,8 litrus.

Eiropas valstīs, kur nodevas ir piesaistītas CO2 emisijai, 11% starpība dod ievērojamu finansiālu ieguvumu. Piemēram, Vācijā šādā gadījumā nodeva samazinās par 32%.

Mazda3 hečbeks

Mazākas ne tikai degvielas, bet arī apkopes izmaksas

Tradicionālās hibrīda piedziņas modeļi (hybrid jeb HEV) tirgū ir vairāk nekā divas desmitgades, taču, pat palielinoties elektroauto piedāvājumam, tie joprojām var būt optimāla izvēle, kas ļauj izmantot elektrifikācijas priekšrocības bez būtiskiem kompromisiem.

Hibrīdauto pionieris ir Toyota Prius, kas parādījās gadu tūkstošu mijā, kļuva par ekonomiskas braukšanas sinonīmu un ilgstoši dominēja šajā tirgus segmentā. Tomēr laika gaitā daudz kas ir mainījies, un tagad gandrīz visi ražotāji piedāvā modeļus ar hibrīdpiedziņu – no maziem hečbekiem līdz luksusa sedaniem.

Tradicionālajā hibrīdiekārtā ir apvienots iekšdedzes dzinējs un elektriskā piedziņa. Automobili var darbināt gan viens, gan otrs, gan abi vienlaicīgi, turklāt tas pats sevi uzlādē. Lielākā priekšrocība ir šāda auto spēja veikt noteiktu attālumu ar elektrību vien, tādējādi ne tikai ietaupot degvielu, bet arī neradot izmešus. Tagad ar hibrīda iekārtu aprīko pat pavisam kompaktas mašīnas. Piemēram, Mazda2 nelielā ātrumā ar elektrību var braukt pat 80% laika.

“Hibrīddzinējs ar pietiekami uzlādētu akumulatoru ļauj elektriskajā režīmā veikt dažus vai pat vairākus kilometrus. Īpaši noderīgi tas ir pilsētā sastrēguma stundās, jo, lai kārtējo reizi pakustētos uz priekšu dažus metrus, iekšdedzes dzinējs nemaz nav jāiedarbina. Tiesa, ja sastrēgums ir ilgstošs vai ir zema gaisa temperatūra, akumulators var izlādēties, un iekšdedzes dzinējam nākas atjaunot lādiņu,” darbības principu skaidro RTU pasniedzējs.

Hibrīda vadītājam nav jāraizējas par akumulatora uzlādi – tā notiek automātiski, vienkārši braucot un arī izmantojot bremzēšanas laikā radušos enerģiju.

Pēc Oskara Irbīša teiktā, šī sistēma samazina arī apkopes izmaksas. “Rekuperējošā bremzēšana var pagarināt kluču un disku kalpošanas laiku, jo nodrošina lielu daļu nepieciešamā palēninājuma bez darba bremžu izmantošanas,” piebilst speciālists.

Mazda2 Hybrid

Labākās funkcijas – visas vienuviet

Pēdējos gados lielākā daļa ražotāju savu klāstu ir papildinājuši ar vēl vienu hibrīda variantu – spraudņa jeb uzlādējamo (plug-in hybrid jeb PHEV). Tā akumulators ir ietilpīgāks nekā pašuzlādes auto, un to var uzlādēt no ārējā avota. Šādi modeļi ļauj izbaudīt elektromobiļa priekšrocības, respektīvi – lētu braukšanu bez trokšņa un izmešiem, saglabājot iekšdedzes dzinēja plusus, to skaitā pilnīgu sirdsmieru, ka nokļūsiet iecerētajā vietā. Pat ja akumulators izlādējas, galamērķī nogādās iekšdedzes dzinējs.

Uzlādējamā hibrīda elektriskā sniedzamība ir mazāka nekā elektroauto, bet lielāka nekā pašuzlādes hibrīdam. Atkarībā no modeļa tie spēj nobraukt no 20 līdz 100 km, taču daudziem vadītājiem ikdienas maršrutos ar to pilnīgi pietiek.

“Elektriskā braukšana pārsvarā notiek pilsētā, kur kustības režīms ir labvēlīgāks hibrīddzinējam vai, kā šajā gadījumā, elektriskajai piedziņai – biežā palēnināšanās ļauj nedaudz uzlādēt akumulatoru pilnīgi par brīvu. Nonākot ārpus pilsētas, akumulators diezgan ātri izlādējas, toties parādās iekšdedzes dzinēja priekšrocības. Tādējādi uzlādējamā hibrīda sistēma, par spīti relatīvajai sarežģītībai, dod iespēju braucamo izmantot ļoti racionāli – ikdienā var aiztaupīt izdevumus par degvielu, kā arī nepalielināt gaisa piesārņojumu, jo mašīna darbojas kā elektroauto. Bet, kad jābrauc gari gabali, nav jālauza galva, kā to izdarīt. Tiesa, ekspluatācijas ietaupījuma un auto cenas attiecība, kā arī iespēja mašīnu uzlādēt izdevīgāk jānovērtē katram pašam,” piebilst Oskars Irbītis.

Ražotāji izvēlas dažādas stratēģijas

Ambiciozie valstu vides mērķi ir kļuvuši par svarīgu orientieri daudziem autoražotājiem. Piemēram, Apvienotās Karalistes valdība atbalsta ideju no 2030. gada atļaut iegādāties jaunus auto tikai ar elektrisko piedziņu, savukārt citviet Eiropā šādas prasības ieviešanu izskata no 2035. vai 2040. gada.

Kamēr valstis gatavojas radikālām pārmaiņām, Mazda stratēģija paredz gudri modernizēt pašreizējās tehnoloģijas un līdz 2030. gadam pāriet uz pilnībā elektrificētiem modeļiem. Līdz tam kompānija plāno piedāvāt teju plašāko piedziņas konfigurāciju klāstu tirgū.

Drīzumā Mazda saimi papildinās jaunais SUV modelis CX-60. Tas būs pieejams ar uzlādējamā hibrīda sistēmu, bet līdz 2025. gadam tirgū tiks palaisti vēl vairāki jauni elektroauto.