ILE TAK NAPRAWDĘ PALI SAMOCHÓD HYBRYDOWY?

ILE TAK NAPRAWDĘ PALI SAMOCHÓD HYBRYDOWY? CZY HYBRYDY SĄ OSZCZĘDNE I POZWALAJĄ NA OGRANICZENIE KOSZTÓW PALIWA?

Zgodnie z cyklicznymi raportami publikowanymi przez ACEA (Europejskie Stowarzyszenie Producentów Samochodów) w trzecim kwartale 2021 roku na europejskim rynku zaszła zmiana, której nie obserwowano od początków motoryzacji: samochody z napędem hybrydowym stały się drugim, najpopularniejszym rodzajem napędu w całej Unii Europejskiej wyprzedzając udział pojazdów z silnikami wysokoprężnymi. Udział pojazdów z napędem hybrydowym w rzeczonym okresie wynosił 20,7 proc. całego unijnego rynku. W przypadku aut z silnikami diesla, ich udział od lat systematycznie spada i w trzecim kwartale 2021 roku wynosił 17,6 proc. Co ciekawe, choć wciąż najpopularniejsze są samochody z silnikami benzynowymi, to ich udział w rynku również systematycznie maleje (w trzecim kwartale 2021 wynosił 39,5 proc.). To sytuacja bez precedensu, pokazująca wyraźnie, że świadomość ekologiczna klientów rośnie, a efektywność nowoczesnych układów hybrydowych jest w stanie realnie zastąpić oszczędne, ale mające kłopot z emisjami silniki diesla. Samochody hybrydowe oraz auta w pełni elektryczne to jedyne odmiany napędowe, których udział w europejskim rynku systematycznie rośnie.

Jednym z kryteriów wyboru własnego auta jest dla wielu klientów ekonomia. Zwracamy uwagę na to, ile dany model realnie zużywa paliwa. Auta z napędem hybrydowym w zbiorowej świadomości kojarzą się jako pojazdy wyróżniające się oszczędnym spalaniem. Oczywiście na rynku mamy wiele typów napędów hybrydowych. Wszystkie najważniejsze rodzaje hybryd znajdziemy również w aktualnej gamie modeli marki Ford. To pozwala odpowiedzieć nam na pytanie: ile tak naprawdę pali auto hybrydowe?

DZIAŁANIE SILNIKA Z NAPĘDEM HYBRYDOWYM

Żeby w pełni zrozumieć jakie korzyści przyniesie nam wybór napędu hybrydowego musimy zrozumieć kilka istotnych kwestii. Po pierwsze, warto wiedzieć jak działa układ hybrydowy w danym modelu, a po drugie znajomość układu napędowego ułatwi nam zrozumienie jaki styl jazdy będzie optymalny względem rzeczywistego zużycia paliwa w różnych scenariuszach użytkowania, takich jak np. codzienne, miejskie dojazdy, czy dłuższe rodzinne podróże.

Pamiętajmy, że obecnie na rynku można wyróżnić trzy główne rodzaje hybryd: tzw. miękkie hybrydy, hybrydy (zwane też „klasycznymi” hybrydami) oraz hybrydy plug-in. Każdy z wymienionych rodzajów napędów hybrydowych jest dostępny w gamie modeli marki Ford. To o tyle ułatwia nam wyjaśnienia, że możemy posłużyć się konkretnymi przykładami takich napędów.

Zacznijmy od układu typu „miękka-hybryda” (MHEV – od anglojęzycznego zwrotu Mild Hybrid Electric Vehicle). Taki układ napędowy znajdziemy np. w modelach Ford Puma 1.0 EcoBoost Hybrid, w wariantach o mocy 125 i 155 KM. W tej wersji Ford Puma 1.0 EcoBoost Hybrid pozostaje przede wszystkim samochodem spalinowym, wyposażonym w nowoczesny i oszczędny silnik benzynowy 1.0 EcoBoost, który jest wspierany przez silnik elektryczny. Zastosowanie wspomagania napędu w postaci silnika elektrycznego pozwala nie tylko zauważalnie zwiększyć moc i dynamikę w stosunku auta wyposażonego wyłącznie w silnik spalinowy, ale też korzyść tę osiągamy bez realnego wzrostu zużycia paliwa. Wręcz przeciwnie – realne zużycie może się obniżyć w wyniku wzbogacenia układu napędowego o niewielką jednostkę elektryczną. Według danych homologacyjnych średnie zużycie paliwa (zgodnie z normą WLTP) w przypadku wyłącznie spalinowego Forda Puma 1.0 EcoBoost o mocy 95 KM z 6-stopniową, manualną skrzynią biegów wynosi 5,7 l/100 km. Tymczasem w modelu z miękką hybrydą, czyli Ford Puma 1.0 EcoBoost Hybrid o mocy 125 KM z automatyczną siedmiostopniową skrzynią biegów średnie zużycie paliwa wg WLTP wynosi zaledwie 5,4 l/100 km. I to mimo faktu, że wersja z układem miękko hybrydowym jest szybsza, mocniejsza i bardziej dynamiczna.

Jak to możliwe? Aby zrozumieć ten fenomen musimy pamiętać, że silnik spalinowy osiąga swoją maksymalną efektywność jedynie w pewnym zakresie obrotów. Oznacza to, że gdy auto dysponuje tylko spalinową jednostką, niejednokrotnie w trakcie jazdy mamy sytuację, kiedy silnik spalinowy pracuje mniej efektywnie (np. podczas ruszania ze startu zatrzymanego), w efekcie zużycie paliwa rośnie, co szczególnie widać w typowo miejskiej eksploatacji (częste postoje i starty ze skrzyżowań, zmiany prędkości, korki, etc.). Zastosowanie układu miękko hybrydowego, czyli silnika elektrycznego połączonego z niewielkim akumulatorem i instalacją 48 V, powoduje, że jednostka elektryczna jest w stanie odciążyć silnik spalinowy w sytuacji, gdy jego praca jest najmniej efektywna (czyli gdy zakres obrotowy silnika jest na tyle niski, że ilość paliwa trafiającego do cylindrów nie przekłada się na wysoki moment obrotowy trafiający na koła pojazdu). Silniki elektryczne charakteryzują się niemal idealną efektywnością i oferują maksymalny moment obrotowy praktycznie od startu. Wsparcie instalacji miękko hybrydowej oznacza, że dzięki niewielkiemu nawet silnikowi elektrycznemu auto rusza bardziej płynnie i nie wiąże się to z marnotrawstwem energii przez silnik spalinowy na wolnych obrotach. Ta cecha nie tylko przekłada się na realną oszczędność paliwa, ale też zapewnia bardziej dynamiczne i płynne ruszanie pojazdu. W efekcie uzyskujemy lepszą dynamikę i responsywność napędu oraz jednocześnie niższe, realne zużycie paliwa. Zastosowanie instalacji miękko hybrydowej ma jeszcze jedną istotną zaletę: zapewnia niezauważalne dla kierowcy działanie oszczędzającego paliwo na krótkich postojach trybu Auto Start-Stop. Automatyczne wyłączanie i ponowne uruchamianie silnika spalinowego działa praktycznie nieodczuwalnie, szybko i płynnie, czego nie da się powiedzieć o samochodach z systemem Auto Start-Stop pozbawionych jakiejkolwiek instalacji hybrydowej i opierających się na klasycznym rozruszniku.

Przejdźmy to kolejnego „gatunku” układów hybrydowych, czyli do klasycznych hybryd określanych skrótem HEV (Hybrid Electric Vehicle). Przykład takiego napędu znajdziemy m.in. w modelu Ford Kuga Hybrid. W uproszczeniu można stwierdzić, że działanie układu hybrydowego jest podobne do przedstawionego wyżej działania układu MHEV. Również w tym przypadku silnik elektryczny wspiera w przekazywaniu mocy na koła silnik elektryczny. Jednak jest też istotna różnica – udział silnika elektrycznego w ogólnym bilansie przekazywania mocy na koła podczas jazdy jest zauważalnie wyższy. Mocniejsza jednostka elektryczna oraz pojemniejszy akumulator trakcyjny pozyskujący energię w procesie rekuperacji (odzyskiwanie energii kinetycznej pojazdu np. w trakcie hamowania czy wytracania prędkości i jej zamiana na przesyłaną do akumulatora energię elektryczną) pozwalają klasycznym hybrydom na chwilowe, całkowite przejęcie roli głównej jednostki napędowej przez silnik elektryczny. Większa pojemność akumulatora oraz większa moc silnika elektrycznego w instalacji hybrydowej pozwala wykorzystać układ elektryczny nie tylko podczas startu i ruszania pojazdu. Jednocześnie klasyczna hybryda to rozwiązanie idealne dla osób, które nie chcą, bądź nie mają możliwości dostarczenia energii elektrycznej do akumulatora trakcyjnego z zewnętrznego źródła. Sama architektura klasycznej hybrydy uwalnia nas od konieczności ładowania, a jednocześnie dzięki obecności jednostki spalinowej nie musimy martwić się o zasięg podróży.

Wreszcie ostatni typ napędu hybrydowego to układ typu hybryda plug-in (PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Taki rodzaj układu napędowego również znajdziemy w modelach marki Ford, czego przykładem może być Ford Kuga 2.5 Plug-in Hybrid. Potencjał tego układu widać już w samych parametrach. To najmocniejsze wydanie Forda Kugi o mocy 225 KM, co zapewnia kierowcy wręcz sportowy charakter tego kompaktowego, rodzinnego SUV-a. Najważniejszą różnicą układu typu hybryda plug-in jest obecność wtyczki do ładowania. Zdolność pojazdu do czerpania energii elektrycznej z zewnętrznego źródła jest zasadniczym wyróżnikiem tego rodzaju hybryd. Hybrydy plug-in to też samochody, które pozwalają realnie odczuć wszelkie korzyści z elektromobilności, a jednocześnie nie narażają nabywców na niezależne od nich problemy z gęstością infrastruktury ładowania. Auto wciąż jest wyposażone w silnik spalinowy (w przypadku Forda Kugi PHEV jest to duży, 2,5 litrowy silnik benzynowy pracujący w oszczędnym cyklu Atkinsona), wspierany w tym przypadku przez zdecydowanie mocniejszy w porównaniu do pozostałych hybryd elektryczny układ napędowy połączony z wysokonapięciowym akumulatorem o dużej pojemności. Hybryda plug-in to jedyny wariant układu hybrydowego, umożliwiający pokonanie nawet kilkudziesięciu kilometrów w trybie całkowicie bezemisyjnym, bez spalenia choćby kropli paliwa. W przypadku modelu Ford Kuga Plug-in Hybrid samochód może pokonać na silniku elektrycznym dystans do 56 km. Gdy poziom energii w akumulatorze trakcyjnym spadnie do niskiej wartości (akumulator nigdy nie rozładuje się do zera), auto zaczyna zachowywać się jak klasyczna hybryda, w efekcie zyskujemy zalety zarówno samochodu w pełni elektrycznego, jak i dużego zasięgu właściwego dla klasycznej motoryzacji spalinowej. Ładowanie auta z zewnętrznego źródła, a szczególnie z domowego gniazdka jest też znacznie bardziej opłacalnym dostarczaniem energii do układu napędowego niż tankowanie paliwa. W efekcie samochód typu hybryda plug-in regularnie ładowany (np. w nocy w domowym garażu), w trakcie krótkich, codziennych tras (szkoła, praca, zakupy etc.) zużywa wręcz aptekarskie ilości paliwa, sprawiając, że bardzo rzadko musimy odwiedzać stację paliw.

JAKIE JEST SPALANIE HYBRYDY W TRASIE?

Wśród wielu kierowców pokutuje pogląd, że auta z napędem hybrydowym w trasie nie są przesadnie oszczędne. Rzeczywiste pomiary dokonane przez wielu dziennikarzy motoryzacyjnych i testerów modeli hybrydowych, jak również publikowane przez samych właścicieli hybryd raporty spalania temu jednak przeczą.

Ford Puma 1.0 EcoBoost Hybrid 155 KM z automatyczną skrzynią biegów w blisko 200 kilometrowej trasie, której ¼ przebiegała drogami szybkiego ruchu zadowolił się 6 litrami paliwa na każde 100 km. Gdyby trasa przebiegała wyłącznie drogami krajowymi, wynik ten byłby jeszcze niższy.

W przypadku Forda Kugi Hybrid, czyli auta z tradycyjnym napędem hybrydowym, rzeczywisty wynik uzyskany na podobnej, 200 kilometrowej trasie nie był wyższy od homologowanych wartości zgodnych z normą WLTP. Auto uzyskało średnią 5,9 l/100 km.

W przypadku samochodów z układem typu hybryda plug-in patrzenie na wartości pomiarowe uzyskane w procesie homologacji może być mylące, bo wielu producentów podaje tu wartości rzędu 2-3 l/100 km! Czy to w ogóle możliwe? Owszem, ale tylko przez pierwsze 100 km trasy i to pod warunkiem, że startujecie z całkowicie naładowanym akumulatorem trakcyjnym hybrydy plug-in. Ford stosuje bardziej uczciwą praktykę informując klientów o rzeczywistym średnim spalaniu, a nie tylko wyniku pomiaru przez pierwsze 100 km trasy. Na przykład w przypadku Forda Kuga Plug-in Hybrid średnie spalanie w cyklu mieszanym to 5,4 l/100 km. W przykładowej 200 kilometrowej trasie, model ten był w stanie zadowolić się zaledwie 5,2 l paliwa na każde 100 km.

Warto pamiętać, że znaczenie ma również styl jazdy. Samochody hybrydowe w znacznie większym stopniu niż klasyczne układy spalinowe wynagradzają kierowcy płynność jazdy. Zdolność przewidywania manewru, unikanie gwałtownych przyśpieszeń (duży pobór paliwa) czy silnych dohamowań (przestaje działać rekuperacja) pozwala uzyskać realne oszczędności. Im bardziej płynna jazda, tym mniejsze zużycie paliwa uzyskamy w każdym typie hybrydy.

ILE PALI SAMOCHÓD HYBRYDOWY W MIEŚCIE?

Największą zaletą napędów hybrydowych są oszczędności w zużyciu paliwa podczas typowej jazdy miejskiej. Dzięki już lekkiemu wsparciu instalacji miękko hybrydowej podczas ruszania, możemy zniwelować znaczny pobór paliwa w trakcie częstych w mieście startów (liczne skrzyżowania, przejścia dla pieszych itp.). Im większy udział instalacji elektrycznej w ogólnym układzie napędowym danego modelu, tym większe oszczędności zużycia paliwa. W przypadku klasycznej hybrydy, silnik elektryczny nie tylko wspiera nas podczas ruszania, ale też umożliwia całkowite wyłączenie jednostki spalinowej podczas np. postoju, czy powolnego toczenia się w korku, na dodatek liczne dohamowania jakie mają miejsce w ruchu miejskim oznaczają, że częściej odzyskujemy kinetyczną energię pojazdu ładując akumulator trakcyjny instalacji hybrydowej. Jednak największe oszczędności paliwa w ruchu miejskim uzyskamy wybierając auto z układem typu hybryda plug-in. W takim przypadku relatywnie krótkie codzienne dystanse (przeciętny Europejczyk pokonuje dziennie nie więcej niż 50 km. Odnosząc to do bezemisyjnego zasięgu takiego modelu jak Ford Kuga Plug-in Hybrid oznacza to, że codzienne dystanse pokonujemy w ogóle bez zużycia choćby kropli paliwa. Po powrocie do domu wystarczy podłączyć auto do gniazdka i kolejnego dnia samochód jest gotowy na kolejną bezemisyjną jazdę. W takim scenariuszu użytkowania hybryda plug-in pozwala zmaksymalizować oszczędność paliwa w ruchu miejskim.

Nowoczesne napędy hybrydowe każdego typu, jakie znajdziemy w modelach marki Ford to rozwiązania pozwalające realnie zaoszczędzić paliwo w każdej sytuacji: zarówno w ruchu miejskim, jak i w dłuższych trasach. Jednocześnie charakterystyka tych napędów, nagradzająca kierowców jeżdżących spokojnie i płynnie, przyczynia się nie tylko do odczuwalnych oszczędności na paliwie, ale też do poprawy bezpieczeństwa.