Silniki

2023.07.05

Napęd benzynowy, hybryda, diesel, a może elektryk?

Jeszcze przez dłuższy czas kierowcy będą mieli szeroki wybór związany z napędem, w jaki może być wyposażony ich nowy samochód. Dziś można powiedzieć, że każda z opcji ma swoje zalety, ale ma też wady. Żaden napęd nie jest odpowiedni dla każdego, ale każdy napęd ma swoich adresatów, dla których jest wyborem optymalnym. A zatem?

Komfort użytkowania, zasięg, czas uzupełniania paliwa, koszty użytkowania – to wszystko przesądza o tym, który napęd może być – z naszego punktu widzenia – optymalny.

Auto benzynowe: uniwersalne i niedrogie w zakupie

Silniki benzynowe od kilku lat stopniowo wypierają diesle. To dlatego, że są kojarzone z niższa awaryjnością niż napęd dieslowski, mniejszą zawartością skomplikowanej, awaryjnej techniki. Fakty są takie, że również benzyniaki to konstrukcje obecnie dość skomplikowane, wykorzystujące szereg innowacyjnych, a jednocześnie potencjalnie awaryjnych rozwiązań. Napędy benzynowe korzystają jednocześnie z pośrednich jak i bezpośrednich układów wtryskowych (silnik 4-cylindrowy może mieć 8 wtryskiwaczy paliwa), skomplikowanych napędów rozrządu (w tym pasków w kąpieli olejowej), układów recyrkulacji spalin, zaawansowanych technicznie przekładni automatycznych, itp. To, co nie jest natomiast powszechnym problemem serwisowym benzyniaków, to układy oczyszczania spalin. Benzynowe filtry cząstek stałych są o wiele mniej podatne na usterki niż filtry DPF w dieslach.

To jednocześnie oznacza, że auto benzynowe dobrze sprawdza się w warunkach miejskich. Benzyniakiem można jeździć zarówno na krótkich, jak i na długich trasach. Zaletą tego rodzaju napędu jest stosunkowo niski koszt nabycia, co jednak niekoniecznie oznacza niskiego kosztu eksploatacji. Im wyższa masa pojazdu, tym większe zużycie paliwa silnika benzynowego w porównaniu do innych napędów.

Zalety napędów benzynowych:

  • stosunkowo niska cena
  • uniwersalność – auto może jeździć w dalekie trasy, ale też przemieszczać się po mieście
  • odporność na trudne warunki eksploatacji
  • niższa niż w przypadku napędów wysokoprężnych emisja cząstek stałych i tlenków azotu
  • umiarkowane koszty usuwania usterek

Wady napędów benzynowych:

  • wysokie zużycie paliwa – zwłaszcza w przypadku ciężkich samochodów
  • w porównaniu z innymi napędami ograniczony zasięg

Napęd hybrydowy: niskie spalanie, długa żywotność

To układ, w którym za napęd pojazdu odpowiadają jednocześnie (albo naprzemiennie) silniki spalinowy i elektryczny. Jest wiele sposobów na połączenie silników spalinowych i elektrycznych, zarówno w kwestii wielkości wspomagania elektrycznego, jak i układu tych napędów. Silnik elektryczny w układzie hybrydowym może polegać jedynie na energii odzyskanej z hamowania, ale silnik spalinowy może także napędzać urządzenie doładowujące akumulator, z którego korzysta silnik elektryczny. Są też rozwiązania takie, w których silnik spalinowy nie ma połączenia z kołami, lecz służy jedynie jako napęd generatora energii dla silnika lub silników elektrycznych, które napędzają auto.

To, co jest istotną kwestią eksploatacyjną napędów hybrydowych, to zwykle bardzo wysoka sprawność tych napędów w ruchu miejskim. Auta te zużywają niewielkie ilości paliwa przy dobrych osiągach. Jednocześnie silnik spalinowy wspierany przez silnik elektryczny emituje mniejszą ilość substancji toksycznych. Co równie ważne, wiele napędów hybrydowych słynie z wysokiej trwałości i niezawodności.   

Zalety napędów hybrydowych:

  • niskie spalanie przy wysokich osiągach, zwłaszcza w ruchu miejskim
  • niska emisja substancji toksycznych
  • trwałość

Wady napędów hybrydowych:

  • obniżone osiągi autostradowe spowodowane m.in. wyższą masą napędu
  • wyższa cena samochodu

Hybrydy Plug-in: w pół drogi pomiędzy autem spalinowym i elektrykiem

Hybrydy Plug-in to auta z napędem hybrydowym, w którym silnik elektryczny jest w stanie samodzielnie napędzać samochód przy znacznym obciążeniu, zaś akumulator trakcyjny ma stosunkowo wysoką pojemność pozwalającą na przejechanie na prądzie kilkudziesięciu km lub więcej i może być ładowany z zewnętrznego źródła energii.

W ruchu miejskim hybrydy Plug-in mogą być wykorzystywane w podobny sposób jak samochody elektryczne. W dalszych trasach (ale też w mieście) można korzystać z silnika spalinowego, tankować samochód tradycyjnym paliwem. Rozwiązanie idealne?

Oczywiście, hybrydy Plug-in mają swoje mankamenty techniczne. Podstawowym jest wysoka masa pojazdu, która sprawia, że gdy nie doładowujemy samochodu prądem z zewnętrznego źródła, auto jest bardziej paliwożerne niż np. zwykła hybryda. Taki napęd ma głęboki sens, jeśli mamy możliwość ładowania samochodu w domu i zamierzamy to robić. Jeśli tylko mamy zamiar wozić dodatkowy akumulator, nie ma to sensu.

Zalety hybryd Plug-in:

  • możliwość korzystania z napędu elektrycznego w ruchu miejskim
  • często wysokie osiągi
  • możliwość korzystania z samochodu w sposób typowy dla auta spalinowego

Wady hybryd Plug-in:

  • wyższa cena samochodu
  • wyższa masa pojazdu z wszystkimi tego konsekwencjami
  • w wielu modelach zmniejszony bagażnik (z powodu konieczności zmieszczenia akumulatora)
  • wyższe spalanie w ruchu pozamiejskim przy dużej prędkości

Auta z silnikiem Diesla: idealne na długie trasy

Silniki Diesla wciąż są niezastąpione zwłaszcza w dużych i ciężkich samochodach. Ich podstawową zaletą jest niskie zużycie paliwa przy stosunkowo wysokich obciążeniach, co z kolei przekłada się na duży zasięg aut i dobre osiągi. Diesel jest idealnym pojazdem dla osób, które w krótkim czasie pokonują wysokie przebiegi. To szczególnie dobry napęd do dużych SUV-ów, vanów, itp.

Niestety, nowoczesne układy oczyszczania spalin, których stosowanie wymuszają normy środowiskowe, znacząco ograniczyły uniwersalność aut z silnikami wysokoprężnymi. Filtry cząstek stałych źle znoszą eksploatację na krótkich dystansach. Układy SCR (dozujące AdBlue – preparat ograniczający emisję szkodliwych tlenków azotu) są z kolei wrażliwe na działanie niskich temperatur i ogólnie awaryjne. Koszty napraw diesli są wysokie.

Zalety napędów dieslowskich:

  • niskie spalanie
  • korzystne koszty paliwa
  • duży zasięg
  • wysokie osiągi

Wady napędów dieslowskich:

  • wysokie koszty napraw
  • wrażliwość na eksploatację w warunkach miejskich
  • wrażliwość na niskie temperatury zimą
  • długotrwałe nagrzewanie się silnika – zimą przydaje się dodatkowe ogrzewanie

Napęd elektryczny: idealny do miasta, ale nie tylko

Nie jest już aktualne twierdzenie, że wszystkie samochody elektryczne mają niski zasięg – niektóre przejeżdżają 400-500 km w ruchu miejskim. Powoli traci aktualność twierdzenie, że pojazdy te są droższe od innych – często tak jest, ale zwłaszcza w przypadku droższych, większych samochodów, różnice w cenach aut spalinowych i elektryków zacierają się. Za sprawą coraz większej liczby publicznych ładowarek podróże samochodami elektrycznymi są coraz łatwiejsze. Inne zalety elektryków to wydajne napędy z wysokim momentem obrotowym, płynne przyspieszanie oraz niska hałaśliwość silników, które w niektórych przypadkach są niemal niesłyszalne. Wciąż jednak, aby cieszyć się samochodem elektrycznym, trzeba mieć własny albo stale dostępny punkt ładowania – w domu albo w pracy. W Polsce wciąż nie brakuje miejsc, które na mapie publicznych punktów ładowania są białą plamą, co powoduje, że korzystanie z auta elektrycznego wymaga wprawy, planowania oraz pewnej strategii. Niskie temperatury zimą, a także szybka jazda autostradowa wydatnie ograniczają zasięg pojazdu. W przypadku aut na prąd istotne jest, z jaką prędkością samochód może się ładować, a także jak bardzo warunki jazdy wpływają na zasięg. W tym kontekście samochody elektryczne mające obszerne wnętrze, np. minibusy, wciąż mają ograniczoną użyteczność.

Zalety samochodów elektrycznych:

  • za sprawą charakterystyki pracy silnika jest to idealne auto do miasta – ciche i dynamiczne
  • jeśli mamy własny prąd, eksploatacja auta może być wyjątkowo tania
  • bezpłatne parkowanie w centrach miast, prawo do korzystania z buspasów (do 2025 r.)
  • brak spalin

Wady samochodów elektrycznych:

  • szybka jazda autostradowa szybko drenuje baterię
  • wrażliwość na niskie temperatury, które skracają zasięg
  • wysokie ceny wielu modeli, ograniczony rynek aut używanych
  • w Polsce wciąż słaba infrastruktura ładowania