Πετρελαιοκίνητο ή υβριδικό; Στα diesel αντιστοιχεί η μισή ευρωπαϊκή αγορά και οι τελευταίες φήμες τα θέλουν επιτέλους να απελευθερώνονται και στην ελληνική. Τα υβριδικά μετριούνται στα δάχτυλα του ενός χεριού αλλά έχουν καταφέρει να γίνουν ιδιαίτερα δημοφιλή χάρη στην τεχνολογία που κρύβουν. Ας αναλύσουμε δύο από τους ισχυρότερους εκπροσώπους κάθε είδους…
Από μηχανολογικής πλευράς δεν υπάρχει κάτι το ουσιαστικό που να συνδέει τα δύο αυτοκίνητα. Από την μία έχουμε την πετρελαιοκίνητη BMW με τον εξακύλινδρο σε σειρά τρίλιτρο κινητήρα που εφοδιάζεται με σύστημα common rail 3ης γενιάς αποδίδοντας 286 ίππους και από την άλλη έχουμε το βενζινοκίνητο υβριδικό της Lexus με τον V6 των 3,5 λίτρων που αποδίδει 296 ίππους και ξεχωρίζει για τον «διπλό» ψεκασμό D-4S (Direct Injection 4 Stroke) που σε πίεση αγγίζει τα 130 bar. Συνεχίζοντας με τον κινητήρα του GS 450h να πούμε πως είναι από τους προηγμένους τεχνολογικά και εφοδιάζεται με διπλά μπεκ ανά κύλινδρο που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά του συμβατικού ψεκασμού (τα «πρώτα» μπεκ ψεκάζει το καύσιμο στους αυλούς εισαγωγής και πριν τις βαλβίδες) και του άμεσου (τα «δεύτερα» μπεκ ψεκάζουν το καύσιμο κατευθείαν στον θάλαμο καύσης). Ποιος είναι ο λόγος; Μικρότερη κατανάλωση και λιγότεροι ρύποι.
Κατά την «κρύα εκκίνηση» ο ψεκασμός στην φάση της εισαγωγής γίνεται με τον συμβατικό τρόπο ενώ κατά τη φάση της συμπίεσης επισπεύδεται και ο άμεσος ψεκάζοντας μια μικρή ποσότητα καυσίμου στην περιοχή γύρω από τα μπουζί. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται ένα πλουσιότερο μίγμα (αναλογίας 15-16:1) την ώρα που οι καταλύτες ανεβάζουν την θερμοκρασία τους ώστε να μειώσουν τους ρύπους. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί στο ρελαντί γίνεται χρήση μόνο του άμεσου ψεκασμού ενώ σε συνθήκες χαμηλού ή μέτριου φορτίου συνδυάζεται και ο συμβατικός ώστε το μίγμα να είναι ομοιογενές (με αναλογία 12-15:1). Σε συνθήκες υψηλού φορτίου το καύσιμο ψεκάζεται κατευθείαν στους θαλάμους καύσης για μεγαλύτερη ακρίβεια, μικρότερη θερμοκρασία ανάφλεξης και τελειότερη καύση του μίγματος μειώνοντας τις εκπομπές ρύπων. Εκτός από τον ψεκασμό σημειώστε πως τις 24 βαλβίδες του V6 συντονίζει το «διπλό» VVT-i με εύρος από 60 έως 35 μοίρες.
Στον αντίποδα ο κινητήρας της BMW διαθέτει το γνωστό πλέον σύστημα common rail 3ης γενιάς όπου μία αντλία ψεκάζει με υψηλή πίεση (μερικές φορές ξεπερνά και τα 2.000 bar) το καύσιμο σε ένα διακλαδωτή (rail) που συνδέεται με τα μπεκ. Δίχως να μπούμε σε άλλες λεπτομέρειες να υπενθυμίσουμε πως η έναρξη και η πίεση του ψεκασμού ρυθμίζεται ηλεκτρονικά από την ECU ανάλογα με το φορτίο και τις στροφές του μοτέρ. Όπως είναι κατανοητό η ποσότητα του καυσίμου που θα ψεκαστεί στο θάλαμο καύσης καθορίζεται από τη χρονική διάρκεια όπου το μπεκ θα παραμείνει ανοιχτό.
Διπλά turbo ή υβριδική υπερτροφοδότηση;
Τα δευτερεύοντα όπλα των δύο κινητήρων θα έλεγε κανείς πως για την BMW είναι το σύστημα διπλής υπερτροφοδότησης και για το Lexus η υβριδική του διάταξη. Στο πλαίσιο του Efficient Dynamics οι Γερμανοί μιλούν περήφανα για το σύστημα VTT (Variable Twin Turbo) το οποίο διαθέτει δύο στροβιλοσυμπιεστές, ένα μικρότερο για τις χαμηλές στροφές λειτουργίας του κινητήρα και ένα μεγαλύτερο για τις υψηλότερες. Για την σειραϊκή ταυτόγχρονη λειτουργία των δύο στροβιλοσυμπιεστών χρησιμοποιείται ένα διπλός αυλός εισαγωγής και εξαγωγής όπου ένα κλαπέτο να ρυθμίζει κάθε φορά την διαδρομή του αέρα και των καυσαερίων αντίστοιχα. Στις χαμηλές στροφές το κλαπέτο φράζει το μεγαλύτερο και μικρότερο σε διατομή αυλό ώστε ο μεγαλύτερος όγκος των καυσαερίων να περνά από την μακρύτερη και στενότερη διαδρομή με μεγαλύτερη κινητική ενέργεια και περιστρέφουν τον μικρό στροβιλοσυμπιεστή. Στις μεσαίες λειτουργούν και οι δύο παράλληλα ενώ στις υψηλές την υπερπλήρωση αναλαμβάνει ο μεγάλος στροβιλοσυμπιεστής που υπερνικά εύκολα την αδράνεια της μάζας του και λόγω του μεγέθους του μπορεί να σπρώξει περισσότερο αέρα στους κυλίνδρους του μοτέρ. Το όλο σύστημα με τα παράλληλα δύο turbo χρησιμοποιείται από την BMW από το 2004 και σήμερα τοποθετείται ακόμη και σε τετρακύλινδρα diesel μηχανικά σύνολα.
Στο Lexus ο ηλεκτροκινητήρας των 147 kW με ροπή 275 Nm αναλαμβάνει λειτουργία «έμμεσης υπετροφοδότησης καθώς συνδράμει στο έργο του κινητήρα. Τροφοδοτείται με ηλεκτρική ενέργεια από τις μπαταρίες Ni-MH των 288 V που αποτελείται από 20 σειρές στοιχείων και επαναφορτίζονται αυτόματα κάθε φορά που ο κινητήρας λειτουργεί με χαμηλό φορτίο ή το αυτοκίνητο επιβραδύνει. Το επόμενο σημαντικό στοιχείο της υβριδικής διάταξης ονομάζεται PCU (Power Control Unit) και απαρτίζεται από ένα μετασχηματιστή και ένα inverter που ελέγχεται από την υβριδική ECU σε συνεργασία με την ECU του V6. Το inverter (ανορθωτής τάσης) αυξάνει τα 288V συνεχούς ρεύματος από τις μπαταρίες στα 650V εναλλασσομένου ρεύματος για την κίνηση του ηλεκτροκινητήρα. Το πιο αξιοθαύμαστο όμως μέρος του υβριδικού συστήματος έχει να κάνει με την μονάδα που οι Ιάπωνες ονομάζουν «power split».
Αναλύοντας το, η έξοδος ισχύος του V6 είναι συνδεδεμένη σε σειρά με την γεννήτρια ενώ στη συνέχεια υπάρχει ένας πλανητικός μηχανισμός (ο power split device που λέγαμε) που παραπέμπει σε επικυκλικό τύπο κιβωτίου ταχυτήτων. Ο εκπληκτικός, από μηχανολογικής άποψης, μηχανισμός λειτουργεί και ως κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων (E-CVT) παντρεύοντας ανάλογα με τις συνθήκες φορτίου την ροπή του V8 και του ηλεκτροκινητήρα. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει ο μειωτήρας που βρίσκεται μετά τον ηλεκτροκινητήρα και που αναλαμβάνει να αλλάζει την σχέση μετάδοσης του τελευταίου ανάμεσα στην χαμηλή σχέση (3,900:1) και στην υψηλή (1,900:1). Κατά την επιτάχυνση ο μειωτήρας αλλάζει ανεπαίσθητα από την κοντή στην υψηλή σχέση περίπου στα 90km/h (το κατέβασμα γίνεται στα περίπου 50km/h) και κάπως έτσι εξηγείται η αφθονία ροπής του LS 600h κατά την εκκίνηση.
Εν κατακλείδι
Για την περίσσεια ισχύος ούτε λόγος σε κανένα από τα δύο μοντέλα. Το πλεονέκτημα της μειωμένης κατανάλωσης στην πετρελαιοκίνητη περίπτωση (θυμηθείτε πως στους diesel κινητήρες απαιτείται μικρότερη ποσότητα καυσίμου για την ίδια τιμή έργου) εξισορροπείται από την υβριδική κίνηση του Lexus. Με τις νόρμες περί εκπομπών ρύπων να σφίγγουν η κατασκευή των diesel αναμένεται να γίνει πιο ακριβή αλλά οι κατασκευαστές δεν πρόκειται να εγκαταλείψουν την εξέλιξη των πετρελαιοκινητήρων αν θέλουν να διατηρήσουν χαμηλά τον μέσο όρο CO2 (έως 130 gr/km από το 2012). Αντίθετα, η μαζικότερη παραγωγή της υβριδικής τεχνολογίας (στα επόμενα χρόνια θα εμφανιστούν πολλά υβριδικά μοντέλα από διάφορους κατασκευαστές), η πιο συμπαγής σχεδίαση του υβριδικού συστήματος, η βελτίωση της τεχνολογίας των μπαταριών και τα κίνητρα που δίνει η πολιτεία αναμένεται να κερδίσουν την εμπιστοσύνη του καταναλωτικού κοινού. Αλήθεια, πως θα σας φαινόταν μία υβριδική πετρελαιοκίνητη BMW 5; Ή ένα πετρελαιοκίνητο υβριδικό Lexus GS450h;
