Hibrit Otomobiller Nasıl Çalışır? -Çalışma Prensibi
Benzin istasyonuna gidip, yüksek fiyatları gördüğünüz zaman hiç şok oldunuz mu veya canınız fena halde sıkıldı mı? Tabiki evet diyeceksiniz. Bir depo benzine 50, 100 veya aracınıza göre 200 tl ödediğiniz zaman, bunun daha ucuz bir yöntemi yok mu acaba diye mutlaka düşünmüşsünüzdür. Veya aracınızın kullandığı yakıtın sera gazı etkisi yaptığını biliyorsunuz ve bu sizi gerçekten endişelendiriyor.
Otomotiv endüstrisi bu endişelere yanıt veren bir teknolojiye sahip: Hibrit Araçlar. Şu anda piyasada bir çok hibrit araç modeli bulunmaktadır. Ayrıca, otomotiv üretici firmaların bir çoğu da kendi hibrit modellerini üretme planı olduğunu açıklamıştır.
Hibrit bir otomobil nasıl çalışır? Standart bir otomobile göre, litre başına 20-30 km daha fazla yol almanızı sağlayan yapının altında neler var? Ve daha fazla yol almanızı sağlayan bu sistem, çevreyi geçekten daha mı az kirletiyor? Bu makalemizde, hibrit teknolojisinin nasıl çalıştığı konusuna değineceğiz ve bir hibrit aracı, maksimum verimde kullanabilmeniz için bazı ipuçları vereceğiz.
Aslında bazı insanlar farkında olmasalar da hibrit bir araca sahipler. Örneğin mo-ped (Motor pedallı bisiklet), bir hibrit araç türüdür. Çünkü, sürücünün pedal gücüyle benzin motorunun gücünü birleştirerek çalışır. Yani, hibrit araçlar etrafımızda bolca mevcuttur. Trenleri çeken lokomotifler dizel-elektrik hibrit araçlardır. Seattle gibi şehilerde de dizel-elektrik otobüsler kullanılmaktadır. Bu araçlar, kablolu yerlerde elektrik ile, kablonun olmadığı kısımlarda ise dizel ile çalışırlar. Büyük maden kamyonları da dizel-elektrik hibrit araçlardandır. Denizaltılar da ayrıca hibrit araçlardandır. Bazılarında nükleer-elektrik, bazılarında ise dizel-elektrik kullanılır. İki veya daha fazla güç kaynağını direkt veya dolaylı olarak kullanarak güç sağlayan araçlar, hibrit araçlardır. Yollarda gördüğümüz hibrit araçların çoğu, benzin-elektrik hibrit araçlarıdır. Fransız otomotiv üreticisi PSA Peugeot Citroen, iki dizel-elektrik hibrit araç üzerinde çalışmaktadır. Benzin hibrit araçların piyasada bulunmasından dolayı, bu makalemizde onlar üzerine yoğunlaşacağız.
Benzin-elektrik hibrit araçları; isminden anlaşıldığı gibi, bir elektrik aracı ile bir benzin aracının arasında bulunan bir sistem ile çalışır. Şimdi, bir benzin gücü kullanan araç ile elektrik gücü kullanan tipik bir araç arasındaki farkları açıklayan bir kaç özellik ile başlayalım.
Benzin gücü ile çalışan araçlarda, yakıtı motora ulaştırmak için bir yakıt deposu bulunur. Motor ise lastikleri çevirmeye yarayan bir aktarım sistemine sahiptir.
Öte yandan bir elektrik aracı ise, bir akü setinden oluşan ve elektrik enerjisini bir elektrik motoruna ileten yapılardan oluşur. Motor da, lastikleri çevirmeye yarayan bir aktarım sistemine sahiptir.
Hibrit bir arabulucu sistem olarak düşünülebilir. Benzin kullanan bir araçta, bir elektrikli arabanın işlevlerini de yerine getirerek, aynı miktar yakıt ile daha fazla mesafe alınmasını ve emisyonunun düşürülmesini sağlar.
Verimli ve kullanışlı olması için bir arabanın bazı minimum gereksinimleri sağlaması gerekir. Bu özellikler:
* Yeni yakıt almadan önce, en azından 482 km yol alabilmesi
* Kolay ve hızlı bir şekilde yeniden yakıt alabilmesi
* Yoldaki diğer trafiğe uyum sağlayabilmesi
Bir benzin-elektrik aracı, hem benzin gücünü hem de elektrik gücünü bir araya getirerek uyumlu şekilde çalıştıran bir sisteme sahiptir. Hibrit aracın elektrik araçlardan en büyük farkı şarj prizi olmaması ve şarj edilme ihtiyacı duymamasıdır. Rejeneratif enerji yardımıyla kendi kendini şarj eder.
Toyota Hibrit Çalışma Prensibi [ http://www.toyota.com.tr/hybrid-innovation/hibrit-nasil-calisir] Daha büyük resim için buraya tıklayınız
Benzin ve Elektrik Hibrit Yapısı
Benzin-elektrik hibrit araçları aşağıdaki parçalara sahiptir:
* Benzin motoru – Hibrit araçlar, standart bir araçta bulunan motorlara benzer şekilde bir motora sahiptirler. Ancak, hibrit araçlardaki motor daha küçüktür. Bu motor, emisyonu azaltmak ve verimliliği artırmak için gelişmiş teknolojiler kullanır.
* Yakıt Tankı – Hibrit araçlardaki yakıt tankı, benzin motoru için enerji depolama birimidir. Benzin, aküye göre daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Örneğin, bir birim benzin enerjisinin yerine geçebilecek akü enerjisi, bunun bin katına denk gelmektedir.
* Elektrik Motoru – Hibrit araçlardaki elektrik motoru çok gelişmiş ve karmaşık bir yapıya sahiptir. Gelişmiş elektronik sistem, motorun aynı zamanda bir dinamo gibi çalışmasını sağlar. Örneğin, aracın hızlanması için, gerektiğinde enerjiyi aküden sağlayabilir. Ama bir dinamo olarak görev yaptığında, araç yavaşlarken enerjiyi tekrar aküye depolar.
* Dinamo – Dinamo bir elektrik motoruna çok benzer yapıdadır. Ama, sadece elektrik gücünün üretilmesini sağlar. Çoğunlukla, seri hibrit araçlarda kullanılır.
* Akü – Hibrit araçlarda akü, elektrik motoru için enerji depolayan birimdir. Benzin motoruna güç sağlayan yakıt tanklarındaki benzinin aksine, hibrit araçlardaki elektrik motoru; aküden hem enerji alan, hem de bu enerjiyi tekrar yerine koyabilen bir sisteme sahiptir.
* Transmisyon (Vites Sistemi) – Hibrit araçlardaki transmisyon sistemi, standart bir araçtakiyle aynı temel özelliklere sahiptir. Honda Insight gibi bazı hibrit araçlar, standart bir transmisyon sistemine sahiptir. Toyota Prius gibi diğer bazı araçlar ise, daha sonra bahsedeceğimiz çok daha farklı bir transmisyon sistemine sahiptir.
Bir hibrit araçta bulunan iki güç kaynağını farklı yollarla bir araya getirebilirsiniz. Paralel hibrit olarak bilinen bir yöntemde, motora benzin sağlayan bir yakıt tankı ve elektrik motoruna güç sağlayan bir akü seti bulunur. Motor ve elektrik motorunun her ikisi de aynı anda transmisyon sistemine müdahale edebilir ve bu sayede lastiklerin dönüşü sağlanır.
Seri hibritler de ise bunun aksine, benzin motoru bir dinamoyu çevirir. Dinamo da, aküyü şarj eder veya transmisyonu kontrol eden elektrik motoruna güç sağlar. Bundan dolayı, benzin motoru araca direkt olarak güç sağlamaz.
Seri hibrit sistemde, yakıt tankından başlayarak, transmisyon ile bağlantı kuran parçalar bir hat üzerinde bulunurlar.
Bir hibrit aracın yapısı, araçlarda verimliliği yükseltmek için iki farklı güç kaynağını kullanma prensibine dayanır.
Hibrit araçların temel özelliği, standart bir araçta bulunan benzin motoruna göre, çok daha küçük bir benzin motoruna sahip olmaları ve böylece daha fazla verim sağlamalarıdır. Bir çok araç, hızlı bir şekilde harekete geçmek için gerekli gücü sağlamaya yarayan büyük bir motora ihtiyaç duyar. Ancak, küçük bir motorda, daha küçük ve hafif parçalar kullanılarak silindir sayısı azaltılır ve bu sayede maksimum bir yükleme sağlanarak motor çalıştırılır.
Küçük motorların büyük motorlara kıyasla daha verimli olmasının bir çok sebebi vardır:
* Büyük bir motor, küçük bir motora kıyasla daha ağırdır. Bu yüzden araç hızlanırken veya bir yokuşu çıkarken, daha fazla güce gereksinim duyar.
* Büyük motorlarda pistonlar ve diğer dahili parçalar daha büyük ve ağırdır. Buna bağlı olarakta, silidirlerin yukarı ve aşağı doğru her hareketinde daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar.
* Silindirlerin hareket etme alanı daha geniştir. Bu sebeple, herbir silindir için daha fazla yakıt gerekir.
* Daha büyük motorlar genellikle daha fazla silindir sayısına sahiptir. Motor her çalıştırıldığında, araç hareket etmese bile, silindirler çalıştığı için yakıt kullanır.
Farklı motor tipine sahip aynı model araçların, yakıt tüketimi ve aldığı yol miktarının neden farklı olduğunu bu motor yapıları açıklar. Eğer, her iki araçta aynı hız ile düz bir yolda sürülürse, küçük motorlu aracın daha az yakıt tükettiği görülür. Her iki motor da aracın hareketi için aynı miktar gücü sağlamalıdır ama küçük motor daha az güç ile bunu sağlamaktadır. Peki, bu küçük motorlar neden daha az güce ihtiyaç duymaktadır ve bunu nasıl sağlamaktadır?
Şimdi, Chevy Camaro gibi büyük bir V-8 motora sahip bir araç ile küçük bir benzin motoru ve elektrik motoru kullanan bir hibrit aracı kıyaslayalım. Camaro’da bulunan motor, aracın her sürüş şeklinde ve her zaman yeterli gücü sağlar. Hibrit araçta bulunan motor ise, normal bir sürüşte yetecek gücü sağlar fakat, bir yokuş çıkma veya ani hızlanma gibi durumlarda yardıma ihtiyaç duyar. Bu yardım, elektrik motoru ve aküden sağlanır. Bu sayede fazla güç gerektiren durumlarda yakıt yerine bu sistemler kullanılmış olur.
Standart bir araçtaki benzin motoru, maksimum güç gereksinimine göre boyutlandırılır. (gaz pedalına bastığınız zaman gerekenden daha fazla güç gönderilir). Aslında çoğu sürücü, sürüşlerin yüzde birinden az bir süre için bu maksimum gücü kullanır. Hibrit araçlar ise daha küçük bir motora sahiptir ve bundan dolayı da, maksimum motor gücünden ziyade, ortalama motor gücüne yakın bir gücü sağlayacak şekilde boyutlara sahiptir.