Hibridas – didelis laimėjimas?

Pasaulis jau kelintą kartą eina iš proto, bandydamas nurungti tai, ką dar XIX a pabaigoje sukūrė Nikolausas Augustas Otas ir Rudolfas Dyzelis – benzinu ir dyzelinu dirbančius vidaus degimo variklius. Tačiau tie dideli, griozdiški, sunkūs, ekologiškai nešvarūs motorai tapo nepamainomi žmogaus pagalbininkai ne tik visose transporto, bet ir daugelyje kitų veiklos sričių. Be jų gyvenimas būtų neįsivaizduojamas, tačiau siekis vidaus degimo variklius išgydyti nuo visų tikrų ir tariamų ligų tapo toks pats didelis, kaip ir noras sukurti Perpetuum mobile.

Jei ne šiandien, tai rytoj
  
Klysta manantys, kad elektra varomi automobiliai – mūsų dienų išradimas. Elektriniai lengvieji         automobiliai jau vežiojo keleivius ne tik privačiai, bet ir taksi bendrovėse, elektriniai furgonai pristatinėjo krovinius, o elektriniai sportiniai automobiliai lenktyniavo kartu su modeliais, turinčiais vidaus degimo variklius.
 
Anaiptol ne naujiena ir hibridiniai automobiliai, mūsų laikais naiviems skaitytojams pateikiami kaip didelis žmonijos ekologinis laimėjimas. Nuotraukoje matote pirmąjį pasaulyje hibridinį automobilį, demonstrauotą Paryžiaus automobilių parodoje 1900 metais, dabar eksponuojamą Vienos technikos muziejuje. O šiandien rinkodaros šamanai springdami šlovina ekologiškus ir ekonomiškus naujus hibridinius modelius, kukliai nutylėdami jų trūkumus, kurie ir neleidžia jiems bent kiek plačiau paplisti netgi tokioje turtingoje šalyje kaip JAV.
 
Pliusas plius pliusas - nebūtinai du pliusai
Taigi ne taip greit komerciniam transportui kepami hibridai, kaip mums norėtųsi, nes jų didžiausioji problema užšifruota pavadinime. Hibridas graikų kalboje reiškia kryžminimą, šiuo atveju vidaus degimo bei elektros variklių kryžminimą, o jei tiksliau - bendrą jų darbą po vieno automobilio stogu. Idėja graži: kadangi abu varikliai turi ir privalumų, ir trūkumų, dirbdami drauge jie vienas kito trūkumus eliminuoja ir iki galo išnaudoja visus privalumus.
 
Viskas būtų dar gražiau, jei taip ir būtų iš tikrųjų. Kaip tvirtina genetikai, naujas kryžminimo būdu gautas augalas gali paveldėti visas abiejų donorų blogąsias savybes ir dar prisigraibyti naujų trūkumų. Taip ir su automobilių hibridais: trūkumai kol kas tokie dideli, kad gerokai stabdo plėtrą nepaisant daugelio šalių bei atskirų miestų vadovų pastangų juos prisijaukinti.  
 
Šiuolaikinių hibridų kūrėjai ir šiandien stringa ten pat, kur ir jų pirmtakai, dar 1900-1901 metais bandę sukryžminti abu variklius. Tada dar jaunas inžinierius Ferdinandas Porsche (taip, tas pats Porsche, vėliau Hitlerio užsakymu sukūręs ir „Volkswagen“ tautinį vabalą, ir sunkųjį tanką „Ferdinand“, ir  daugelio automobilizmo gurmanų svajonę „Porsche“) užsimojo išnaudoti abiejų variklių gerąsias savybes. Užsimojo ir greitai suprato, jog anų  dienų technologija dar neleis pasiekti bent pakenčiamų rezultatų: koją kišo agregatų svoris, dydis, pernelyg kuklūs galingumai...
 
Visa tai buvo didele kliūtimi dar ilgai, iki pagaliau buvo suprasta: kas yra kliūtis mažam automobiliui, gali būti privalumas didelia m. Tad vieni pirmųjų hibridų pasaulį išvydo didžiuosiuose pasaulio karjeruose: milžiniški sunkvežimiai, galėję vežti iš pradžių 120, vėliau 180, o dabar ir per 200 tonų krovinio, turi keturis elektros variklius, įmontuotus ratuose, ir galingą generatorių, gaminantį jiems elektros srovę. Šiems maždaug trijų aukštų namo dydžio monstrams, beje, surenkamiems ne gamykloje, o pačioje darbo vietoje, ir per valandą sudeginantiems apie tris tūkst. litrų dyzelino, agregatų gabaritai ir svoris - antraeilės svarbos reikalas. O štai visam kitam transportui šios problemos galėjo tapti nemažu kelmu, galinčiu apversti bet kokį vežimą. Netgi labai labai ekologišką...  
 
Noras sukryžminti vidaus degimo ir elektros variklius dabar dažniausiai aiškinamas dviem priežastimis – ekologija ir gerokai  padidėjusiomis kuro kainomis. Tačiau tas noras nė kiek nebuvo mažesnis ir tada, kai degalai automobiliui kainavo vos kiek brangiau už vandenį, ir kai ekol
oginės problemos dar žmonijos taip nekamavo. Priežastis paprasta: kiekvienas iš abiejų variklių turėjo aibę kuo puikiausių savybių, tačiau ir ne mažiau didelių trūkumų.
 
Štai elektros variklis: nedideliame tūryje gali sudėti gana didelės galios motorą, kuris ir lengvas, ir ekologiškas, ir valdymas jo paprastas, ir naudingumo koeficientas fantastiškas, tačiau energijos šaltinis – inžinierių bei mokslininkų galvos skausmas jau daugiau kaip šimtas metų. Tiek pat laiko ir elektromobilis toliau eksperimentinių modelių beveik nepasistūmėjo. O jį be gailesčio nurungęs vidaus degimo variklis – didelis smirdintis tepaluotas karščiu alsuojantis griozdas, apkabinėtas visokiausiais papildomais mechanizmais ir ištisomis jų sistemomis, be kurių jis – tik geležies gabalas. Užtat ir važiuojantis, ir vežantis. Hibride sulydytos abiejų variklių geriausios savybės, galėtų atpiginti vežimo savikainą, o tai visais laikais buvo itin aktualu. Tad nieko nuostabaus, kad hibrido, kaip ir „amžinojo variklio“, idėja nuolat sklandė konstruktorių mintyse. 
 
Lygiagrečiai dirbantys nelygiaverčiai partneriai
Ką šiandien  pavyko padaryti hibridų kūrėjams, nes vis dažniau spaudoje pasirodo pranešimai ir apie naujas koncepcijas, ir naujus gamybai „beveik“ parengtus modelius? Pamažėle aiškėja, kad didžioji dalis tiek lengvųjų automobilių, tiek lengvųjų sunkvežimių bei mikroautobusų kūrėjų nuėjo tuo pačiu keliu – į įprastą važiuoklę su vidaus degimo varikliu implantavo elektros variklį, paprastai dirbantį lygiagrečiai su vidaus degimo varikliu arba, reikalui esant, ir atskirai. Ko gero tai lengviausia, paprasčiausia ir mažiausiai gamybinių sąnaudų reikalaujanti automobilio elektrifikavimo operacija. Kas ja laimėta?
Pasižiūrėkim į konkrečius pavyzdžius.
 
Olandų bendrovė DAF, kurdama LF serijos hibridinį sunkvežimį, instaliavo maždaug 60 AG elektros variklį. Kadangi abu jie dirba sykiu, standartinis LF serijos 4,5 l darbo tūrio  motoras  buvo pakeistas 185 AG PACCAR FR dyzeliu. Ličio jonų baterijos kraunamos ne tik generatoriaus pagaminta, bet ir stabdymo metu sukaupta energija. Ji, kaip tvirtina gamintojai, leidžia, žinoma, priklausomai nuo krovinio svorio ir kelio būklės, be dyzelio pagalbos įveikti iki 100 km atstumą. Toks hibridas naudoja 15-20 proc. dyzelino mažiau, jo ekonomiškumo lygis didžia dalimi priklauso nuo to, kur dažniausia važinėjame – mieste ar užmiestyje.
 
Tokia pati schema panaudota ir japonų sunkvežimių gamybos bendrovėje „Fuso“ sukurtame modelyje „Canter Eco Hybrid“, kaip tvirtina vokiečių spauda, jį jau gali įsigyti Japonijos verslininkai. Ką jie gauna, už modernų sunkvežimį sumokėję vos ne dvigubai daugiau, negu  standartinis „Canter“? Geriausiai apie tai kalba skaičiai: „Canter Eco Hybrid“ į aplinką išmeta 41 proc. mažiau azoto oksidų ir 46 proc. mažiau suodžių dalelių. Kadangi šiame sunkvežimyje įmontuotas apie 48 AG elektros variklis, dirbantis lygiagrečiai su dyzeliu, šio reikia mažesnio, taigi sunaudojančio 20 proc. mažiau kuro. Reikalui esant šis hibridas keletą kilometrų gali nuvažiuoti vien tik akumuliatoriuose sukaupta energija. Ne stebuklai? Tad gal teisūs skeptikai, sakydami, kad investuoti į dyzelinių variklių tobulinimą būtų kur kas prasmingiau, nes tai duoda kur kas didesnį ir ekonominį, ir ekologinį efektą.
 
Žalia spalva – brangi spalva
Iš dalies jie, žinoma, teisūs. Dyzelinių variklių gamintojai per pastaruosius keletą dešimtmečių padarė milžinišką pažangą: šie varikliai tapo ne procentais, o keletą kartų ekonomiškesni  ir ekologiškesni už „giminaičius“ prieš 20 ar juo labiau 50 metų. Tačiau anksčiau ar vėliau inžinierių išradingumas priartės prie ribos, kai švariau ir iki paskutinės molekulės kuro sudeginti jau nebeįmanoma. Pagaliau naftos atsargos nuolat senka, tad žmonijai neišvengiamai būtini alternatyvūs energijos šaltiniai. Taigi dabartinius tikslus komercinių transporto priemonių kūrimo fronte galima įvardinti kaip taktinius ir strateginius: vidaus degimo variklių specialistai ir toliau dirba prie realiausių ir perspektyviausių projektų, kuriuos bus galima įgyvendinti per artimiausią dešimtmetį, o mokslininkai triūsia prie strateginių projektų, kurie, matyt, bus žaibiškai įgyvendinti, vos tik jiems pavyks sukurti tinkamus akumuliatorius.
 
Jie, nepaisant visų mokslininkų pastangų, kol kas tebėra pernelyg dideli, pernelyg sunkūs, pernelyg mažo galingumo ir per didelės kainos. Hibridiniai automobiliai tėra bandymas įsiterpti tarp šių krypčių ir nutiesti tiltą tarp jų. Bandymas, reikia pasakyti, kol kas ir labai brangus, ir nelabai efektingas: vežėjų parkuose tokie automobiliai bus naudojami tik tada, kai jų eksploatavimas taps patrauklia ekonomiška alternatyva. Kol kas apie tai kalbėti dar ankstoka, tačiau ji tokia gali tapti jau šiandien įmonėse, dirbančiose objektuose, kur vidaus degimo varikliai nepageidautini techniniais ar technologiniais sumetimais. Juose hibridų panaudojimas būtų prasmingas nepaisant visų šio tipo automobilių trūkumų. 
 
Tačiau kur kas didesne kliūtimi nei techninės problemos hibridų likimą gali nulemti jų kaina. Taip, visuomenė nori vis žalesnių, vis saugesnių sunkvežimių, bet mokėti už juos privalo ... vežėjai. Tarsi jiems vieniems reikalingi Euro 3,4,5, o netrukus ir Euro 6 normas atitinkantys sunkvežimiai. Tarsi jiems vieniems reikalingi tie hibridai, kurių konstrukcija dar „žalia“, o keliamoji galia dėl didelio jų pačių svorio kur kas mažesnė, negu įprastų sunkvežimių. Tarsi jiems vieniems reikia terliotis su karbamido tirpalu, visuotinai vadinamu „AdBlue“ vardu, nors tai tik vienos bendrovės prekinis ženklas.
 
Jie turi tai daryti, jie turi už tai mokėti, nes visuomenei per brangu, todėl ji tik reikalauja. O vežėjai moka už nuolat brangstančius vis žalesnius sunkvežimius, už nuolat švarėjantį kurą, už nuolat tobulėjančius filtrus, švariau išvalančius atidirbusias dujas... Ir kol taip bus, kol šalių vyriausybės ar miestų vadovybės visą finansinę naštą paliks tik ant vežėjų pečių, vargu ar galima tikėtis jų entuziastingo dalyvavimo sprendžiant ekologines problemas. 
 
Kęstutis Bruzgelevičius
www.komtrans.lt