Aktuális

A jövő a múltban - A Hibrid-hajtás története

Bevezető

Ebben az 1921-es Owen Magnetic Model 60 Touring-ban egy benzinmotor hajtja a generátort, mely elektromos áramot termel a hátsó kerekeket meghajtó motor számára

Az időzítés sokszor mindent eldönt az autóiparban. Vegyük az amerikai mérnök, H. Piper esetét. 1905-ben szabadalmat jegyzett le egy robbanómotor-elektromotor meghajtásról – egy hibridről. Ám a mai fejlesztések céljaival ellentétben Piper hibrid-meghajtásával a jármű nem volt képes nagyobb távolságot megtenni és a károsanyag-kibocsátás sem csökkent. A jegyzet szerint az elektromotor kiegészíti a benzinmotort, így a jármű a 25 mérföldes óránkénti sebességre 10 másodperc alatt tud felgyorsulni – háromszor gyorsabban a kortárs járműveknél.

Piper szerencsétlenségére (itt utalnék az időzítés fontosságára) a szabadalom három és fél évvel későbbi bejegyzésekor az autók már olyan teljesítménnyel bírtak, hogy utolérték vagy meg is haladták hibridjének teljesítményét.

A hibridek vásárlókkal való elfogadtatását a Toyota és a Honda már megkezdte és a gázolaj ára folyamatosan emelkedik. Jó időzítéssel, ekkor mutatja be a Ford az Escape Hybrid-et, mely benzinből keveset fogyaszt és károsanyag-kibocsátása szinte a nullával egyenlő.

Vissza a múltba

Ez az 1914-es Aerial Ladder Truck egy korai példája a hibrideknek. Fotó: Walter McCall szíves engedelmével

Térjünk vissza Piper-hez. Habár ő volt az első, aki meg is építette, de mások fejében már korábban megszületett az ötlet a benzin- és elektromos motor kombinációjáról.
A 19. és 20. század fordulóján, különösen a szárnyait bontogató autóiparban nagy várakozással néztek a jövő elé.

A General Electric 1898-ban és 1899-ben gyártott elektromos meghajtású autókat, ill. 1899-ben megépített egy hibridet is. A francia Kriéger cég igen fontos résztvevő az elektromos autó-technológia történetében 1903-ban egy alkohol-elektromos meghajtású hibriddel kísérletezett, majd 1904-ben piacra dobott egy benzin-elektromos meghajtású modellt, mely később megbukott. Nagyjából ebben az időben a fiatal Ferdinand Porsche a bécsi buszgyáros, majd elektromos-autógyártó Jacob Lohner and Co.-nál dolgozott. Porsche tervezett egy szerkezetet, melyben egy elektromos motor az első tengelyre kapcsolódva szükség esetén kiegészítik a benzinmotor teljesítményét. E megoldás Lohner-Porsche néven vált ismertté.

Az autógyártás ezen kezdeti idején, a háromfajta hajtásmód versengett a társadalmi támogatásért az Egyesült Államokban. Az elektromos meghajtás mellett szólok optimizmusa akkor nőtt, mikor 1899-ben a tartós elemek egyre hatékonyabban működtek, kiterjesztve a „csendes inasok” lehetőségeit. 1900-ban 4.200 autót értékesítettek. Ezeknek 38%-a volt elektromos, 40%-a gőz, ill. 22%-a benzin meghajtású. Az elektromos meghajtású járművek értékesítése 1912-ben érte el akkori csúcsát közel 34.000 db-al (a hibridek értékesítési adatairól nincsenek feljegyzések).

A korai autógyártás elektromosítása

A Toyota Prius volt az első sorozat-gyártású benzin-elektromos hibrid a világon, mely 1997-ben debütált Japánban

Nagyjából 1890-től 1920-ig több, mint 100 elektromos-autógyártó működött az Egyesült Államokban, persze ezek közül többük is csupán néhány autót készített. Az iparág legnagyobb nevei a Columbia Manufacturing, a Riker Electric Motor Company of America, az Electric Vehicle Company, a Detroit Electric, a Rauch & Lang, a Studebaker, az S.R. Bailey Co., a Milburn Wagon Company és a Baker Electric Company. A Woods Motor Company of Chicago-t 1899-ben alapították, és 1919-ig értékesített elektromos autókat. Egyik utolsó autójuk, az 1917-ben gyártott benzin-elektromos hibrid jármű volt, mely 20 mérföldes óránkénti utazósebességre volt képes az elektromos motorral, ill. 25 mérföld per órás sebességre a két motor kombinálásával. 1914-ben Kanadában a Galt Motor Company gyártotta a Galt Gas Electric-et, egy tíz lóerős két hengeres motorral, melyhez egy Westinghouse generátort kapcsolva 30 mérföldes óránkénti sebességre volt képes.

Sokan nem is tudják, hogy 1900 és 1920 között több ezer elektromos teherautó és szállítójármű volt forgalomban az Egyesült Államok és Európa nagyvárosaiban. A maguk idejében tökéletesek voltak – rendkívül megbízhatók voltak, alacsony működési költségekkel bírtak, mivel legtöbb esetben helyi szállításokra használták (az távolsági szállítmányozásban a vasút dominált). Egyes elektromos-autógyártók készítettek elektromos teherautókat és könnyű szállítójárműveket is, mint a Baker Electric Company. Mások, mint például a GMC, kizárólag teherautókat gyártottak.

1920-ra az elektromos járművek – autók és teherautók – szinte teljesen eltűntek, ezzel egyetemben a hibrid meghajtás iránti figyelem és a fejlesztések is alábbhagytak. Az ezt követő több, mint negyven évben a hibrid autók háttérbe kerültek és csak a fejlesztők számára léteztek.

Aztán 1960-ban, azon nyilatkozatok okán, melyek megrótták az autóipart, és felhívták a figyelmet a belsőégésű motorok egészségügyi veszélyeire ismét figyelem irányult az elektromos járművekre. Az American Motors, a General Motors és a Ford is bemutatott személyautó prototípusokat 1967-ben és 1968-ban. Ezek egyike volt a GM kísérleti 512-es hibridje, egy kis kétüléses, melynek 12 köb-inches benzinmotorját egy DC elektromotorhoz kapcsolták.

Olajválság és kutatások

A Honda Insight volt az első benzin-elektromos hibrid, melyet az Egyesült Államokban forgalmaztak

Újabb lökést kaptak a kezdeményezések és kutatások a 70-es évek közepén, ill. a 80-as évek elején, köszönhetően az 1973 és 1979-es olajválságnak. Az 1976-os elektromos- és hibrid-meghajtású járművek fejlesztéséről szóló törvény nemcsak közelebb hozta a kormányt és a fejlesztőmérnököket, hanem pénzügyi alapot is szolgáltatott a kutatásokhoz. Az ezt követő időszakban több hibrid-meghajtású jármű-koncepció is született. Jelentős fejlesztések születtek 1978 és 1984 között, többek közt a TRW Inc.-nél, mely fejlesztések eredménye a mai hibridekben is megtalálható.

Nem meglepő, hogy ez a „technikai kavalkád” hatalmas lendületet adott az amerikai vállalkozóknak.

Hibridekkel nem csupán az Egyesült Államokban kísérleteztek. Az olajembargók minden nagyobb gazdaságot érintettek, emellett a szmog-szennyezés a világ nagyvárosaiban már komoly problémaként jelentkezett. Németországban a Volkswagen egy hibrid taxi mikrobusszal rukkolt elő, melynek működési elve nagyban hasonlatos a jelenlegi hibridekével. Japánban a fejlesztések nagy hányada az elektromos meghajtás felé irányult, ám a Toyota és a Mazda is egy-egy hibriddel válaszolt az amerikai és európai kísérletekre.

A benzin-elektromos hibridek fejlesztése a kezdetek óta jelen volt az elektromos járművek mellett. Ám egy 1990-es California állam által megfogalmazott felhívásig sosem befolyásolták jelentősen az elektromos járművek előnyét. Ekkor ugyanis California állam szabályban írta elő az autógyártóknak a károsanyag-mentes járművek értékesítését – 1998-ban 2%-ot, 2001-ben 5%-ot, 2003-ban pedig már 10%-ot kell képviselniük az államban az összeladásokból.

A határozatot – többszöri módosítás után – tavaly vonta vissza végérvényesen California állam. Eredménye viszont meghatározó volt az autóiparban. Komoly fejlesztési hullámot indított el a legnagyobb autóipari vállalatoknál.

1996-tól több autógyártó is mutatott be benzin-elektromos hibrid járműveket, ill. folytatták a kutatást további innovatív technológiák irányába. 1997 decemberében a Toyota bemutatta a Priust a japán piac számára, mely a világ első sorozat-gyártású hibrid autója volt. Az amerikai piacon a Honda jelent meg először kétüléses hibridjével, az Insight-tal, melyet néhány hónapos késéssel követett a Prius.

Hibridek ma és holnap

Az 1999-es Detroit Auto Show-n bemutatott Ford Prodigy az első hibrid elektromos családi autó, mely akár 70 mérföldet is képes megtenni egyetlen gallon benzinnel.

Azóta a Honda megjelent egy Civic hibrid modellel, a Toyota bemutatta a teljesen megújult Priust, és mellettük a Ford is megjelent az Escape Hybrid-del.
A jövő?
A Ford, a General Motors, a Honda, a Nissan és a Toyota több személy- és szabadidőautón is dolgozik. A Dodge, a Chevrolet és a GMC pedig hamarosan olyan teherautókat mutat be, melyek más hibrid-rendszeren fognak alapulni, mint a jelenlegi modellek.

Az első hibrideknél egy elektromos motort társítottak a benzinmotor mellé. Mára a technológia ugyan sokat változott, de az alapot mégis ezek az egyszerű járművek szolgáltatták. A hetvenes évekig a nagy áttörések és előrelépések szórványosak voltak, ám a computer technológia fejlődésének köszönhetően a kilencvenes években a hibridekkel kapcsolatos fejlesztések üteme is begyorsult. Egy teljes évszázadnak kellett ahhoz eltelnie, hogy a működőképes hibrid járműtől eljussunk a sorozatgyártású modellekig.

A fejlesztések, újítások folyamatosak, és a hibridek történetében az utolsó fejezet még nem íródott meg.

Cikkünk Larry E. Hall írása nyomán készült.

Comments

comments