Centrum Los Angeles to bestia. W piątkowe popołudnie ulice są zakorkowane ludźmi próbującymi wydostać się z miasta, co tylko pogłębia korki. To jak pośpiech przed wyprzedażą w Czarny Piątek, tylko że jest więcej dymu i mniej zakupów.
Polegasz na metrze. To niezawodne. Idziesz na stację, unikasz taksówek i przemykasz przez ruch uliczny jak profesjonalista. Czujesz rytm. Docierasz do rogu. Pozostała już tylko ostatnia ulica do przekroczenia. Robisz krok.
Róg jest ogłuszający.
Honda Civic z piskiem zatrzymuje się dziesięć stóp od twoich palców. Cofasz się. Twoje serce bije jak szalone. Nie widziałeś jak nadchodził. Nie słyszałeś go. Myślałeś, że zaparkowany tam samochód jest pusty. Nie było pusto.
Hybryda Hondy Civic.
Silnik pracuje tylko wtedy, gdy jest to potrzebne. Oto haczyk. Byłeś w martwym punkcie, ponieważ w samochodzie było cicho. Na tym polega niebezpieczeństwo cichej wydajności. Samochody hybrydowe niczym się nie różnią. Siedzą w ruchu ulicznym jak wszystkie inne sedany. Ale komponenty elektryczne zmieniają zasady gry.
Sekret Hondy tkwi w sposobie zarządzania mocą. Aby zrozumieć, dlaczego Civic był tak trudny do zauważenia, musisz poznać system zintegrowanego wspomagania silnika (IMA). To nie tylko silnik. To taniec pomiędzy benzyną i elektrycznością. A w chaosie ruchu ulicznego w Los Angeles ta cisza jest zabójcza.
Mechanika przewagi hybrydowej
Civic Hybrid wykorzystuje specyficzną konstrukcję. Łączy w sobie standardowy silnik spalinowy z silnikiem elektrycznym. Silnik elektryczny wspomaga silnik benzynowy. Nie zastępuje go całkowicie. Jest to zintegrowany system wspomagania silnika.
Honda zaprojektowała go w celu poprawy zużycia paliwa bez utraty wydajności. Silnik elektryczny zapewnia moment obrotowy przy niskich prędkościach. Tutaj liczy się efektywność. Poślizg i zgaśnięcie zmniejszają zużycie paliwa. System hybrydowy łagodzi ten efekt.
Kiedy przyspieszasz płynnie, silnik elektryczny przejmuje największy ciężar. Silnik benzynowy pozostaje wyłączony. Samochód milczy. Dlatego jej nie słyszałeś. Kierowca też nie słyszał. System włącza się automatycznie. Czujesz pchnięcie. Nie słyszysz ryku.
Silnik benzynowy włącza się, gdy potrzebujesz większej mocy. Lub gdy trzeba naładować akumulator. To nie jest hybryda typu plug-in. Nie można go ładować z zewnętrznego gniazdka. Układ hamulcowy z odzyskiem energii ładuje akumulator podczas jazdy. Hamowanie pochłania energię. Energia ta napędza później silnik elektryczny.
Cykl ten stale się powtarza. System decyduje, jakiego źródła zasilania użyć. Ona jest mądra. Jest skuteczna. Ale ona też jest cicha. W hałaśliwym mieście cisza zlewa się z otoczeniem. Civic staje się samochodem-widmem.
Dlaczego cisza stanowi problem bezpieczeństwa
Piesi polegają na dźwięku. Samochody ogłaszają swoje podejście. Warkot silnika. Buczenie opon. Brzęczyk. Hybrydy to przełamują. Są niewidoczni. To nie jest wada. To jest funkcja. Ale stwarza niebezpieczeństwo.
Wyszedłeś na zewnątrz, bo w samochodzie było cicho. Zakładałeś, że jest zaparkowany. Mylisz się. Kierowca zauważył Cię za późno. Piszczały hamulce. Samochód zatrzymał się kilka centymetrów od Twojej stopy.
Taka jest rzeczywistość rozprzestrzeniania się hybryd. Więcej cichych samochodów na drogach. Mniej klaksonów dla pieszych. Kwestię tę zbadała amerykańska Krajowa Administracja ds. Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego. Ostrzegają o wzroście liczby wypadków na przejściach dla pieszych. Piesi nie słyszą zbliżających się pojazdów hybrydowych.
Honda o tym wie. Nie zaprojektowali systemu IMA tak niebezpiecznego. Zaprojektowali go tak, aby był tak wydajny. Cisza jest efektem ubocznym technologii. Ale ten efekt uboczny ma konsekwencje.
Czy potrzebujesz
Mechaniczne serce Civic Hybrid
Jeśli wyjąć silniki ze zwykłego Civica i Civica Hybrid i umieścić je obok siebie, podobieństwa zniknęłyby poza kołem zamachowym. W wersji hybrydowej tradycyjne koło zamachowe zastąpiono silnikiem elektrycznym sztywno osadzonym bezpośrednio na wale korbowym. To nie jest tylko dodatkowa opcja. Na tym opiera się system IMA (Integrated Motor Assist).
Zbudowany przy użyciu uzwojeń cewek o dużej gęstości i potężnych magnesów, silnik ten działa jako rozrusznik, wspomaganie trakcji i generator. To kompaktowe rozwiązanie inżynieryjne przejmuje większość pracy, gdy silnik benzynowy potrzebuje odpoczynku.
Magia tkwi w interakcji pomiędzy silnikiem elektrycznym a silnikiem spalinowym. System IMA Hondy nie tylko zwiększa moc. Pod pewnymi warunkami zastępuje elektryczny moment obrotowy mocą silnika benzynowego. Przyjrzymy się tym scenariuszom szczegółowo nieco później, ale na razie ważne jest, aby wiedzieć, że źródłem zasilania jest akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy (NiMH). Bateria ta nie wymaga podłączenia do gniazdka. Ładuje się sam poprzez hamowanie regeneracyjne. Po zwolnieniu pedału gazu lub naciśnięciu hamulca silnik elektryczny zmienia swoją rolę. Staje się generatorem wychwytującym energię kinetyczną, która w przeciwnym razie zostałaby utracona w postaci ciepła i magazynująca ją do późniejszego wykorzystania.
Pod maską: wydajność i inżynieria
Być może zastanawiasz się, co dokładnie definiuje samochód hybrydowy. Czym różni się od zwykłego codziennego kierowcy? Krótka odpowiedź: niewiele, jeśli chodzi o wrażenia z jazdy, ale wszystko pod maską. Hybryda, taka jak Civic czy Toyota Prius, łączy w sobie silnik spalinowy i napęd elektryczny. Pracują w tandemie. Kierowca rzadko zauważa moment przełączenia.
Spójrzmy na model z 2009 roku. Jest wyposażony w układ napędowy Hondy czwartej generacji, łączący napęd benzynowy i elektryczny. Podobnie jak reszta gamy Hondy, wykorzystuje on 4-cylindrowy silnik rzędowy. Ale ten silnik jest wyposażony w ulepszoną wersję słynnego systemu VTEC, zwanego i-VTEC (inteligentny-VTEC – inteligentny system zmiennych faz rozrządu).
Większość samochodów ma dwustopniową regulację rozrządu. Silnik ten ma trzy z nich: niską prędkość, wysoką prędkość i bieg jałowy. Na każdym etapie zastosowano inny zestaw wahaczy sterowanych przez komputer silnika. ECU (Electronic Control Unit) monitoruje różne parametry w czasie rzeczywistym, dostosowując profile wałków rozrządu w celu uzyskania maksymalnej wydajności bez utraty mocy.
Masz jeszcze jednego asa w rękawie. Gdy samochód pracuje na biegu jałowym lub zwalnia, komputer wyłącza się i uszczelnia komory spalania w każdym cylindrze. Zmniejsza to straty podczas pompowania. Zmniejsza to zużycie paliwa o około 10 procent w porównaniu z silnikiem Civic Hybrid pierwszej generacji.
Honda zwróciła także szczególną uwagę na tarcie. Tłoki wykonane są z odlewu aluminiowego. Po podgrzaniu nieznacznie się rozszerzają. Mniejsze rozszerzanie oznacza mniejsze tarcie o ścianki cylindra, nawet w ekstremalnych temperaturach. Ściany cylindrów są honowane w kształcie płaskowyżu dla lepszego uszczelnienia. Pierścienie tłokowe są pokryte powłoką jonową. Rezultatem jest wyjątkowo płynna praca.
Moc przekazywana jest na przednie koła za pośrednictwem bezstopniowej skrzyni biegów (CVT). Silnik o pojemności 1,3 litra wytwarza 110 koni mechanicznych i moment obrotowy 123 funtów na stopę (167 Nm).
Liczby mówią prawdziwą historię. Civic Hybrid osiąga 40 mpg w mieście i 45 mpg na autostradzie. Dla porównania, przeciętny Civic zużywa 26 mpg w mieście i 34 mpg na autostradzie. Jest to znacząca różnica. Wzrost wydajności nie jest tylko teoretyczny. Jest ona mierzona w każdym galonie paliwa.
Odniesienie: Honda Insight
Wydajność nie jest dla Hondy niczym nowym. To jest w ich DNA. Weź oryginalną Hondę Insight. W 1999 roku Honda rzuciła dziennikarzom motoryzacyjnym wyzwanie, aby rozwiązali test zużycia paliwa. Trasa liczyła 300 km z Columbus w stanie Ohio do Detroit w stanie Michigan.
Samochód i kierowca zasiedli za kierownicą. Poruszali się w aerodynamicznym śladzie ogromnego Forda Excursion, aby zminimalizować opór powietrza. Przy średniej prędkości 58 mil na godzinę uzyskali oszałamiające 121,7 mpg. To była anomalia. Demonstracja tego, co się dzieje, gdy usuniesz nadwagę i opór aerodynamiczny.
Ale Civic Hybrid nie stara się być Insightem. Stara się być praktyczny. Próbuje udowodnić, że nie potrzeba trójkołowego samochodu, żeby oszczędzać paliwo. Potrzebujesz tylko inteligentnej inżynierii.
Jak więc się nim jeździ? Liczby na papierze nie oddają wrażeń z jazdy. Prawdziwym testem jest przejście z napędu elektrycznego na benzynowy. Czy jest ostry? Czy jest gładkie? Czy samochód wydaje się żywy, czy może przypomina jedynie urządzenie?
To kolejne pytanie. A to właśnie liczy się najbardziej, gdy siedzisz za kierownicą.
Jak faktycznie działa system Honda Civic Hybrid IMA
Pomyśl o tym, kiedy ostatni raz jeździłeś zwykłym wózkiem golfowym na gaz. Znasz ten proces. Siedzisz, silnik milczy, dopóki nie naciśniesz pedału przyspieszenia. Wtedy – bum! – silnik ożywa. Nie działa cały czas, gdy toczysz piłkę po greenie. Włącza się tylko wtedy, gdy żądasz zasilania.
To prosta, ale zaskakująco trafna analogia do tego, co dzieje się pod maską samochodu hybrydowego, takiego jak Honda Civic Hybrid.
Oczywiście, to nie jest dokładnie to samo. Civic jest znacznie bardziej skomplikowany. Wykorzystuje silnik elektryczny, czujniki i oprogramowanie. Jednak podstawowa filozofia „pracy tylko w razie potrzeby” jest identyczna. Sekretnym składnikiem jest system Zintegrowanego wspomagania silnika (IMA). To właśnie łączy standardowy silnik spalinowy z samochodem w pełni elektrycznym.
Poniżej szczegółowo opisujemy, w jaki sposób silnik i-VTEC i silnik elektryczny dzielą obciążenie w zależności od tego, co robisz z samochodem.
Na biegu jałowym i przy uruchomieniu
Gdy stoisz na światłach lub w korku, silnik benzynowy jest wyłączony. Nie zużywa się paliwa. Po prostu stoi w miejscu.
Gdy w celu startu naciśniesz pedał gazu, pracę przejmuje silnik elektryczny. Wyciąga Civic Hybrid ze strefy zatrzymania. Gdy samochód nabiera prędkości, silnik benzynowy „budzi się”. Ale nie tylko sprawa nabiera tempa. Przełącza się na tryb niskiej prędkości ze zmiennymi fazami rozrządu, zoptymalizowany pod kątem wydajności. Silnik elektryczny pomaga pchać, silnik zapewnia wsparcie, a Ty poruszasz się przy minimalnym wysiłku.
Ostre przyspieszenie
Chcesz wyprzedzić ciężarówkę? Wciśnij pedał do podłogi.
System przełącza tryby. Silnik przechodzi w tryb wysokich obrotów ze zmiennymi fazami rozrządu w celu uzyskania maksymalnej mocy. Silnik elektryczny nie wyłącza się; dodaje momentu obrotowego, pomagając silnikowi wydostać się z dziury. Tu właśnie pojawia się zaleta hybrydy. Otrzymujesz moc większego silnika bez stałych kosztów ciągłej pracy przy dużych obciążeniach.
Jazda z małą prędkością
Tutaj robi się ciekawie. Jeśli czołgasz się przez parking lub jedziesz w ruchu ulicznym z małą prędkością, silnik benzynowy może całkowicie się wyłączyć.
Komory spalania są uszczelnione. Tłoki są nieruchome. Samochód jest holowany wyłącznie za pomocą silnika elektrycznego. Jest cicho. To przyjazne dla środowiska. A to sprawia, że samochód hybrydowy mniej przypomina samochód, a bardziej skomplikowane urządzenie gospodarstwa domowego.
Hamowanie regeneracyjne
Nie musisz robić nic specjalnego. Nie ma przycisku umożliwiającego włączenie „trybu rekuperacji”. Wystarczy zwolnić pedał przyspieszenia lub lekko nacisnąć hamulec.
Kiedy samochód zwalnia, silnik ponownie się wyłącza. Silnik elektryczny zmienia polaryzację. Zamiast pobierać energię z akumulatora do obracania kół, wykorzystuje bezwładność pojazdu do wytwarzania energii elektrycznej. Energia ta jest zwracana i magazynowana w akumulatorze. Zasadniczo przetwarzasz własną energię kinetyczną.
Odczucia kierowcy
Piękno systemu IMA polega na tym, że jest on niewidoczny. Nie czujesz zmian. Nie słychać szarpania silnika przy włączaniu i wyłączaniu, co zepsułoby zanurzenie. Oprogramowanie zarządza przełączaniem pomiędzy napędem elektrycznym i benzynowym tak płynnie, że po prostu jedziesz.
To normalne. Samochód zachowuje się normalnie. Ale oszczędzasz paliwo.
Jeśli chcesz głębiej przyjrzeć się porównaniu tej technologii z innymi hybrydami dostępnymi na rynku lub z Ford Fusion Hybrid lub Toyotą Prius, w Internecie dostępnych jest wiele testów drogowych i recenzji technicznych. Podstawowa koncepcja pozostaje taka sama: używaj prądu do ciężkiej pracy, benzyny do ciężkiej pracy, a resztę zostaw komputerowi.
