Ta υβριδικά αυτοκίνητα
H λογική κίνησηOι κινητήρες εσωτερικής καύσης ρυπαίνουν, οι ηλεκτροκινητήρες στερούνται αυτονομίες. Tι
γίνεται, όμως, αν και οι δύο συνδυαστούν σε ένα όχημα, που ονομάζεται υβριδικό;
Όπως διαπιστώσατε, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο δεν μπορεί να κάνει όλα όσα μπορεί ένα
συμβατικό. Όποιοι, λοιπόν, αποφασίσουν να κινούνται μέσα στην πόλη με ηλεκτρικό
αυτοκίνητο θα πρέπει να διαθέτουν και ένα άλλο με κινητήρα εσωτερικής καύσης για τις
εκτός πόλης μετακινήσεις τους. ?ρα διπλά έξοδα, σπατάλη πρώτων υλών, κατάληψη διπλάσιου
χώρου στάθμευσης κ.λπ. Mια λύση στο πρόβλημα αυτό είναι τα υβριδικά αυτοκίνητα, δηλαδή
αυτά που εκτός από τον ηλεκτροκινητήρα διαθέτουν και κινητήρα εσωτερικής καύσης. Aνάλογα
με τον τρόπο μετάδοσης της κίνησης μιλάμε για παράλληλο ή εν σειρά υβριδικό σύστημα. Στην
παράλληλη διάταξη ο κινητήρας εσωτερικής καύσης κινεί ο ίδιος το αυτοκίνητο μέσω κάποιου
συστήματος μετάδοσης, όπως για παράδειγμα γίνεται στο ?ουντι Nτούο, ενώ στο εν σειρά
κινεί μία γεννήτρια, η οποία φορτίζει τους συσσωρευτές που τροφοδοτούν τον
ηλεκτροκινητήρα. Eίτε με τον ένα, είτε με τον άλλο τρόπο, η αυτονομία αυξάνεται στα
σημερινά επίπεδα, ενώ υπάρχει πάντα η δυνατότητα χρήσης μόνο του ηλεκτροκινητήρα (άρα
μηδενικής εκπομπής ρύπων) μέσα στην πόλη. O κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να είναι
συμβατικός ή και στρόβιλος, αν η διάταξη είναι εν σειρά, ενώ υπάρχει και η δυνατότητα
κατανάλωσης εναλλακτικών καυσίμων όπως υγραέριο, φυσικό αέριο, μεθανόλη και υδρογόνο. Tα
εν σειρά υβριδικά συστήματα κίνησης επιτρέπουν την αναζήτηση εναλλακτικών και καμιά φορά
πολύ εξωτικών τρόπων παραγωγής ενέργειας όπως οι ενεργειακές κυψέλες.
Eκτός όμως από την αυτονομία, πρόβλημα είναι και το βάρος των συσσωρευτών, που επηρεάζει
δυσμενώς τις επιδόσεις, οι οποίες είναι κάτι παραπάνω από απαραίτητες στις μικρές ή
μεγαλύτερες διαδρομές εκτός πόλης. H επικρατέστερη εναλλακτική λύση είναι οι σφόνδυλοι.
Δεν πρόκειται απλώς για τροχούς με μεγάλη μάζα συγκεντρωμένη στην περιφέρειά τους, αλλά
για εξελιγμένα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, που λειτουργούν ηλεκτρομηχανικά είτε μόνα
είτε σε συνδυασμό με συσσωρευτές. Aποτελούνται από έναν ή περισσότερους τροχούς με μεγάλη
περιφερειακή μάζα, που περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα. Στους τροχούς αυτούς εσωτερικά
βρίσκονται κυλινδρικοί μαγνήτες, που μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του σφονδύλου σε
ηλεκτρική, η οποία μεταφέρεται σε συσσωρευτές ή στον ηλεκτροκινητήρα, ενώ οι τροχοί του
σφονδύλου επιβραδύνονται. H λειτουργία αυτή είναι αντιστρεπτή, δηλαδή αν διοχετευθεί
ρεύμα στους μαγνήτες, τότε αυτοί επιταχύνουν πάλι τους τροχούς του σφονδύλου,
αποθηκεύοντας κινητική ενέργεια.
ΛΕΖΑΝΤΕΣ
μικρη φωτο στην 4η στηλη της σελ.24 του 4Τ Τεστ εκδοση 1995-96
Oι σφόνδυλοι είναι ηλεκτρομηχανικά συστήματα που έχουν τη δυνατότητα να μετατρέπουν την
ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύοντάς την σαν κινητική και αντίστροφα. Θεωρούνται σαν μία από
τις σημαντικότερες εναλλακτικές ή συμπληρωματικές λύσεις για τους συσσωρευτές.
AUDI DUO
Mια πολύ συντηρητική προσέγγιση του θέματος <<υβριδικό αυτοκίνητο>> είναι το ?ουντι
Nτούο. Πρόκειται για ένα υβριδικό αυτοκίνητο με παράλληλο σύστημα κίνησης. Σαν βάση
χρησιμοποιείται το ?ουντι A4 Aβάν. O κινητήρας εσωτερικής καύσης του υβριδικού είναι ο
1,9 Nτίζελ άμεσου ψεκασμού της ?ουντι που αποδίδει 90 ίππους. Oυσιαστικά δε γίνεται
κανένας συμβιβασμός στην απόδοση του αυτοκινήτου, αλλά απλώς ο οδηγός έχει τη δυνατότητα
επιλογής της ηλεκτροκίνησης μέσα στην πόλη. Tο παράλληλο υβριδικό σύστημα αποκλείει την
ταυτόχρονη χρήση και των δύο πηγών ενέργειας. H ?ουντι δηλώνει ότι μπορεί να θέσει το
αυτοκίνητο σε παραγωγή ανά πάσα στιγμή.
ΛEZANTA YBPIΔIKOY GM EV1
Mία πιο φουτουριστική ιδέα για ένα υβριδικό αυτοκίνητο με παράλληλο σύστημα κίνησης είναι
η υβριδική εκδοχή (μία από τις πολλές άλλες) του EV1 της Tζένεραλ Mότορς.
TOYOTA PRIUS
Το πρώτο υβριδικό αυτοκίνητο παραγωγής είναι πραγματικότητα χάρη στην Tογιότα. Το Πρίους
χρησιμοποιεί ένα μικτό υβριδικό σύστημα κίνησης, που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των εν
σειρά και των παράλληλων συστημάτων. Οι κινητήριοι τροχοί μπορούν να κινούνται ταυτόχρονα
και από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και από τον ηλεκτροκινητήρα. Το ποσοστό, στο οποίο
ο κάθε κινητήρας συμμετέχει στην κίνηση του αυτοκινήτου, καθορίζεται από τις συνθήκες.
Στην εκκίνηση το αυτοκίνητο κινείται αποκλειστικά από τον ηλεκτροκινητήρα. Στην πορεία το
αυτοκίνητο κινούν ταυτόχρονα ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και ο ηλεκτροκινητήρας.
Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης κινεί επίσης τη γεννήτρια που φορτίζει τις μπαταρίες
Νικελίου-Υδριδίου Μετάλλου. Την κατανομή της ισχύος του κινητήρα εσωτερικής καύσης
ανάμεσα στη γεννήτρια και το σύστημα μετάδοσης κίνησης στους τροχούς αναλαμβάνει ένας
πλανητικός μηχανισμός. Στην επιτάχυνση και τις ανηφόρες ο ηλεκτροκινητήρας βοηθάει τον
κινητήρα εσωτερικής καύσης, μειώνοντας το φορτίο λειτουργίας του, άρα και τους
εκπεμπόμενους ρύπους. Όταν το αυτοκίνητο σταματά ο κινητήρας εσωτερικής καύσης σβήνει
αυτόματα. Στις κατηφόρες το αυτοκίνητο κινεί μόνο ο ηλεκτροκινητήρας. Αν ο οδηγός αφήσει
το γκάζι ή πατήσει και το φρένο, τότε οι κινητήριοι τροχοί κινούν τον ηλεκτροκινητήρα,
οποίος σε αυτήν την κατάσταση λειτουργεί σαν γεννήτρια, οπότε ένα μέρος της κινητικής
ενέργειας του αυτοκινήτου ανακτάται και αποθηκεύεται στις μπαταρίες.
Η μετάβαση από την ηλεκτροκίνηση στη μικτή κίνηση είναι τόσο ομαλή που δε γίνεται
αντιληπτή από τον οδηγό. Ένα άλλο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό του μικτού υβριδικού
συστήματος της Tογιότα είναι ότι οι μπαταρίες του δε χρειάζονται επαναφόρτιση. Ο
κινητήρας εσωτερικής καύσης από τη μια και η ανάκτηση ενέργειας στις κατηφόρες και το
φρενάρισμα από την άλλη τις διατηρούν μονίμως φορτισμένες.
Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει χωρητικότητα 1,5 λίτρων και είναι ειδικά σχεδιασμένος
για το Πρίους. Ο θερμοδυναμικός κύκλος λειτουργίας του είναι ειδικά μελετημένος, έτσι
ώστε να γίνεται όσο το δυνατόν καλύτερη εκμετάλλευση της ενέργειας του καύσιμου μίγματος.
Οι μέγιστες στροφές λειτουργίας του περιορίζονται στις 4.000, για μείωση των απωλειών
λόγω τριβής. Η κατανάλωσή του είναι η μισή από αυτήν ενός συμβατικού αυτοκινήτου και οι
εκπεμπόμενοι ρύποι μόλις το 1/10 των τιμών που προβλέπει η σημερινή νομοθεσία. Η μείωση
της κατανάλωσης κατά 50% συνεπάγεται ίση μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και
άρα της επιβάρυνσης του φαινομένου του θερμοκηπίου.
Παρά την εξωτική τεχνολογία του, το Πρίους είναι ένα εξαιρετικά εύχρηστο αυτοκίνητο. Οι
εξωτερικές διαστάσεις του το κατατάσσουν στη δημοφιλή μικρομεσαία κατηγορία. Το μεγάλο
μεταξόνιο έκανε δυνατό το σχεδιασμό ενός ευρύχωρου εσωτερικού. Οι επιβάτες κάθονται ψηλά,
σε στάση φυσική, που επιτρέπει την εύκολη είσοδο και έξοδο, αλλά και τη μετακίνηση στο
εσωτερικό του αυτοκινήτου.
Ο σχεδιασμός του εσωτερικού αντανακλά τον ιδιαίτερο χαρακτήρα του Πρίους. Ο ψηφιακός
πίνακας οργάνων είναι τοποθετημένος ψηλά, στο κέντρο του ταμπλό, στη βάση του παρμπρίζ.
Ακριβώς από κάτω βρίσκονται τα χειριστήρια του ηχητικού συστήματος και μια ευανάγνωστη
οθόνη, στην οποία προβάλλονται διάφορες χρήσιμες για τον οδηγό πληροφορίες, ανάμεσα στις
οποίες συγκαταλέγονται και οι ενδείξεις για την ενεργειακή κατάσταση του υβριδικού
συστήματος.
Για να αυξάνεται η αίσθηση της ευρυχωρίας, ανάμεσα στα μπροστινά καθίσματα δεν
παρεμβάλλεται κανένα εμπόδιο. Το χειρόφρενο λειτουργεί με το πόδι και ο επιλογέας του
αυτόματου συστήματος μετάδοσης βρίσκεται στην κολόνα του τιμονιού. Το κεντρικό τούνελ
είναι ιδιαίτερα χαμηλό και η κεντρική κονσόλα δεν ξεπερνά σε ύψος τα καθίσματα. Έτσι
είναι εύκολη η μετακίνηση από τη μία μπροστινή θέση στην άλλη.
Το Prius δεν κάνει κανένα συμβιβασμό στον τομέα της ασφάλειας. Το αμάξωμα είναι
κατασκευασμένο από χάλυβα υψηλής αντοχής. Την ενέργεια μιας πιθανής σύγκρουσης απορροφούν
ειδικές ζώνες παραμόρφωσης. Φυσικά υπάρχουν όλα τα μέσα συγκράτησης επιβατών, όπως ζώνες
ασφαλείας και αερόσακοι.
Στην ενεργητική ασφάλεια συμβάλλει και το μοντέρνο σύστημα ανάρτησης, με γόνατα Μακφέρσον
μπροστά και ημιάκαμπτο άξονα πίσω.
Οι επιδόσεις και η αυτονομία του Prius είναι ανταγωνιστικές με αυτές ενός συμβατικού
αυτοκινήτου. Έτσι το υβριδικό αυτοκίνητο της Toyota φέρνει την ανθρωπότητα ένα βήμα πιο
κοντά στο όνειρο για καθαρά, μηδενικών εκπομπών, αυτοκίνητα, εξίσου πρακτικά με τα
σημερινά.